KR20090003296A - 편광판, 액정 표시장치 및 보호필름 - Google Patents

Abstract

기계적 강도가 높고, 고온·고습하에서도 시인성을 손상하는 일이 없고, 가요성, 내찰상성이 우수하여, 치수 변화에 수반되는 색얼룩 등의 시인장해가 적은 편광판 및 상기 편광판을 이용한 액정 표시장치를 제공한다. 편광판의 시인측에 이용하는 제 1 보호필름으로서, 열가소성 수지를 주성분으로 하고 복수층으로 이루어지는 필름을 이용하고, 이 제 1 보호필름의 적어도 한쪽의 표층을 아크릴 수지를 주성분으로 하는 층으로 한다. 액정셀측에, 특정한 특성을 갖는 제 2 보호필름을 더 배치한다.

Description

편광판, 액정 표시장치 및 보호필름{POLARIZING PLATE, LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND PROTECTIVE FILM}

본 발명은 기계적 강도가 우수하고, 고온·고습도 환경하에서도 치수 변화가 없고, 높은 시인성을 유지할 수 있어, 내찰상성(耐擦傷性)이 우수한 편광판과, 이 편광판을 이용한 액정 표시장치에 관한 것이다.

액정 표시장치 등에 사용되는 편광판은, 적어도 편광자와 상기 편광자를 사이에 두고 대향하는 모양으로 배치되는 두 개의 보호 필름으로 구성된다. 이 편광판을 구성하는 편광자로는, 폴리바이닐알코올을 용액류연법에 의해 제막한 필름에 요오드 또는 2색성 염료를 흡착시켜, 붕산 용액 속에서 연신시킨 필름이 보통 사용되고 있다.

한편, 상기 보호필름에는 투명성이 우수하다는 등의 점에서 트리아세틸셀룰로오스 필름(TAC 필름)이 널리 사용되고 있다. 그러나, TAC 필름은 그 투습도가 높기 때문에, 예컨대 고온·고습도 환경하에서는 흡습 등에 의해 치수가 변화되어 광학적 변형 등이 생길 수 있기 때문에 신뢰성이 반드시 충분하지는 않았다.

이에 대하여, 보호필름으로는, TAC 필름 대신에, 올레핀계 필름이나 폴리에스터계 필름 등의 투습도가 낮은 필름을 이용하는 방법이 제안되고 있다. 그러나 투습도가 극단적으로 낮은 보호필름은, 편광자와 보호필름을 부착할 때에, 편광자에 포함되는 수분의 제거가 불충분하게 되어 수분이 편광자에 잔존하여, 이 수분에 의해 편광자와 보호필름과의 밀착성이 저하된다는 문제가 있었다.

그래서, 투습성과 밀착성을 양립시키는 방법으로서, 투습성이 낮은 필름에 셀룰로오스 에스터계 수지를 적층시킨 보호필름이 제안되고 있다. 예컨대, 특허문헌 1(일본 공개특허공보 제2004-226799호)에는, 폴리에스터 수지층과 소수성 셀룰로오스 에스터 수지층으로 이루어지는 적층 필름을 보호필름으로 이용하는 것이 제안되어 있다.

또한, 특허문헌 2(일본 공개특허공보 제2002-331616호)에는, 말레이미드·올레핀 공중합체와 아크릴로나이트릴·스타이렌 공중합체로 이루어지는 수지 조성물을 유연법에 의해 필름성형한 기재에 밀착층으로서 셀룰로오스계 수지를 도포하여 이루어지는 적층체를 편광판 보호필름으로서 편광자에 접합하는 편광판이 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 3(일본 공개특허공보 제2001-215331호)에는, 수지층으로 이루어지는 코어층의 표층에 셀룰로오스 수지를 도포한 적층필름을 편광자에 접착하여 이루어지는 편광판이 개시되어 있다.

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

상기 각 특허문헌에 개시된 편광판에서는, 보통의 사용시에서의 밀착성은 충분하지만 편광판의 기계적 강도는 여전히 불충분한 상태였다.

또한, 상기 각 특허문헌에 개시된 편광판에 사용되는 편광판 보호필름은, 투습도가 낮은 필름의 위에 셀룰로오스 에스터류를 용해시킨 도포액을 도포하여, 이 도포액을 건조시킴으로써 얻어지기 때문에, 수득된 필름에는 일정량 이상의 잔류 용제가 잔존하게 된다. 이 때문에, 이들 필름을 갖는 편광판을 고온·고습도의 환경하에 두는 경우에는, 잔류 용제가 휘발할 때에 상기 필름이 수축되거나 상기 필름이 부착된 편광자의 편광도가 저하되는 등의 문제가 생길 수 있다. 그 때문에, 고온·고습도 환경하에서도 높은 광학 성능을 갖고, 또한 강도가 우수할 것이 요구되는 것이 현 상황이다.

또한, 종래 기술에 있어서는, 상기에 더하여, 치수 변화에 색얼룩 등의 시인 장해의 저감, 및 표면의 경도, 내상성, 투명성, 저열 팽창성, 내후성, 자외선 투과 방지 효과, 및 성형성 등의 특성의 향상이, 편광판 및 그 보호필름에 요구되고 있다.

본 발명은, 상기 종래의 문제점에 비추어 볼 때, 그 과제는 기계적 강도가 높고, 고온·고습하에서도 시인성이 손상되지 않고, 내찰상성이 우수하며, 치수 변화에 따른 색얼룩 등의 시인 장해가 적은 편광판; 그와 같은 편광판을 표면에 이용할 수 있어, 표면의 경도, 내상성, 투명성, 저열 팽창성, 내후성, 자외선 투과 방지 효과, 및 성형성 등의 특성을 향상시킬 수 있는 보호필름; 및 상기 편광판을 이 용한 액정 표시장치를 제공하는 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서, 예의 실험과 검토를 거듭하였는바, 편광판에 이용하는 보호필름으로서, 열가소성 수지를 포함하는 복수층으로 이루어지는 필름을 이용하고, 이 보호필름의 편광자로부터 가장 떨어진 위치의 층을 아크릴 수지에 의해 구성하며, 또한 액정셀 측에 배치되는 보호층을 특정의 것으로 함으로써 상기 과제를 해결할 수 있음을 발견하였다.

즉, 본 발명에 의하면, 하기의 것이 제공된다:

[1] 편광자와, 상기 편광자를 사이에 두고 배치되는 두 개의 보호필름을 포함하는 편광판에 있어서,

상기 두 개의 보호필름 중의 제 1 보호필름은 열가소성 수지를 포함하는 복수층을 포함하고,

상기 복수층 중 상기 편광자로부터 가장 떨어진 위치의 층을 구성하는 열가소성 수지는 아크릴 수지이며,

상기 두 개의 보호필름 중 제 2 보호필름의 광탄성계수가 -20×10^-13 내지 20×10^-13cm²/dyn인 것을 특징으로 하는 편광판.

[2] 편광자와, 상기 편광자를 사이에 두고 배치되는 두 개의 보호필름을 포함하는 편광판에 있어서,

상기 두 개의 보호필름 중 제 1 보호필름은 열가소성 수지를 포함하는 복수층을 포함하고,

상기 복수층 중 상기 편광자로부터 가장 떨어진 위치의 층을 구성하는 열가소성 수지는 아크릴 수지이며,

상기 두 개의 보호필름 중 제 2 보호필름이 2축성을 갖는 광학 보상필름인 것을 특징으로 하는 편광판.

[3] 편광자와, 상기 편광자를 사이에 두고 배치되는 두 개의 보호필름을 포함하는 편광판에 있어서,

상기 두 개의 보호필름 중 제 1 보호필름은 열가소성 수지를 포함하는 복수층을 포함하고,

상기 복수층 중 상기 편광자로부터 가장 떨어진 위치의 층을 구성하는 열가소성 수지는 아크릴 수지이며,

상기 두 개의 보호필름 중 제 2 보호필름이, 파장 550nm에서 측정한 리타데이션값 Re(550)과 파장450nm에서 측정한 리타데이션값 Re(450)의 비 Re(450)/Re(550)이 1.007 이하인 광학 보상필름인 것을 특징으로 하는 편광판.

[4] 상기 제 1 보호필름은, 중간층과, 이 중간층의 양측에 각각 설치되는 표면층을 구비하고,

상기 중간층 및 상기 표면층 중 적어도 상기 중간층은 자외선 흡수제를 함유하며,

중간층의 자외선 흡수제 농도가 다른 층보다 높은 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 편광판.

[5] 상기 자외선 흡수제가 상기 중간층에만 포함되는 것을 특징으로 하는 [4]에 기재된 편광판.

[6] 상기 두 개의 보호필름 중 적어도 한쪽의 보호필름의 투습도가 10g/24h·m² 이상 200g/day·m² 미만인 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 편광판.

[7] 상기 두 개의 보호필름 중 적어도 한쪽의 보호필름이 압출 성형법에 의해 수득된 것임을 특징으로 하는 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 편광판.

[8] 상기 두 개의 보호필름 중 적어도 한쪽의 보호필름의 막 두께가 200㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 편광판.

[9] 상기 제 1 보호필름 또는 상기 제 2 보호필름의 상기 편광자와는 반대측 표면은, 선상(線狀) 오목부 또는 선상 볼록부가 실질적으로 형성되어 있지 않은 평탄한 면인 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 편광판.

[10] 상기 제 1 보호필름의 상기 편광자와는 반대측의 표면에 설치된 광학 기능층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 편광판.

[11] 상기 광학 기능층은 반사 방지층인 것을 특징으로 하는 [10]에 기재된 편광판.

[12] 상기 제 2 보호필름은 복굴절성을 갖는 필름인 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 편광판.

[13] 상기 제 2 보호필름은, 그 면내 방향의 리타데이션(Re)의 절대값 및 두께 방향의 리타데이션(Rth)의 절대값이 모두 3(nm) 이하의 필름인 것을 특징으로 하는 [1]에 기재된 편광판.

[14] 광원과, 입사측 편광판과, 액정셀과, 출사측 편광판을 이 순서로 구비하는 액정 표시장치에 있어서,

상기 입사측 편광판 및 상기 출사측 편광판 중 적어도 어느 하나의 편광판은, [1] 또는 [2]에 기재된 편광판이고, 또한, 그의 제 2 보호필름이 상기 액정셀에 면하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.

[15] 상기 광학 보상필름이 1/4 파장판인, 원편광판으로서 기능하는 [3]에 기재된 편광판.

[16] 반사판과, 액정셀과, 출사측 편광판을 이 순서로 구비하는 반사형 액정 표시장치로서,

상기 출사측 편광판이 [15]에 기재된 편광판이고, 이 편광판의 1/4 파장판이 이 편광판의 편광자보다도 상기 액정셀 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치.

[17] 입사측 편광판과, 반투과형 액정셀과, 출사측 편광판을 이 순서로 구비하는 반투과형 액정 표시장치로서,

상기 입사측 편광판 및 출사측 편광판 중 적어도 어느 하나의 편광판이 [15]에 기재된 편광판이고, 이 편광판의 1/4 파장판이 이 편광판의 편광자보다도 상기 액정셀 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치.

[18] 표시장치의 표면에 설치되는 터치 패널로서,

상기 표면 측에 설치되는 제 1 투명기판과, 이 제 1 투명기판에 간격을 두고 대향 배치되는 제 2 투명기판을 구비하고,

상기 제 1 투명기판이, 그의 상기 표면 측에 [15]에 기재된 편광판을 구비하고, 이 편광판의 1/4 파장판이 이 편광판의 편광자보다도 상기 제 2 기판 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.

[19] 열가소성 수지 1을 포함하는 중간층과, 상기 중간층의 한쪽 면에 적층되는 열가소성 수지 2를 포함하는 표면층 2와, 상기 중간층의 다른쪽 면에 적층되는 열가소성 수지 3을 포함하는 표면층 3을 갖고,

상기 표면층 2 및 상기 표면층 3 중 어느 한쪽 또는 양쪽은 유리전이온도(Tg) 100℃ 이상의 아크릴 수지에 의해 구성되고,

상기 중간층에는 자외선 흡수제가 포함되고 있으며,

상기 중간층, 상기 표면층 2 및 상기 표면층 3 중 어느 하나 이상의 층에는 탄성체 입자가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 보호필름.

[20] 탄성체 입자가 상기 표면층 2 및/또는 상기 표면층 3에 포함되어 있는 [19]에 기재된 보호필름.

[21] 상기 표면층 2 및 3 중, 적어도 보호대상에 면하는 측과 반대 측에 위치하는 표면층이 유리전이온도(Tg) 100℃ 이상의 아크릴 수지에 의해 구성되는 [19]에 기재된 보호필름.

발명의 효과

본 발명의 편광판은, 하기의 효과를 나타낼 수 있다:

· 내찰상성 및 기계적 강도가 높고, 고온·고습 하에서도 충분한 시인성을 나타낼 수 있다.

· 기계적 강도가 높고, 고온·고습 하의 사용에 있어서도, 이제까지의 편광판에 비하여 광 누출이 적고, 적층 필름에 박리가 생기는 일이 없으며, 양호한 광학 보상기능을 가진다.

· 기계적 강도가 높고, 고온·고습 하의 사용에 있어서도, 이제까지의 편광판에 비하여 광 누출, 박리가 적다.

그 때문에 본 발명의 편광판은, 터치 패널, 액정 표시장치 등의 플랫 패널 디스플레이, 특히 40 인치 이상의 큰 화면을 갖는 표시장치에 적합하게 이용할 수 있다.

본 발명의 표시장치용 보호필름에 의하면, 자외선 투과 방지 효과 등의 종래부터의 특성을 유지하면서, 내상성(耐傷性), 외관성, 투명성, 저열 팽창성을 대폭 향상시킬 수 있기 때문에, 널리 일반적으로 사용되고 있는 표시장치에 이용함으로써, 표시장치의 내상 수명을 연장하고, 외관성, 성형성도 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 편광판을 갖는 액정 표시장치의 개략을 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 편광판을 갖는 터치 패널의 개략을 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 있어서, 편광판의 광 누출 정도 측정에서의 측정점의 위치를 설명하는 평면도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

전술한 것과 같이, 본 발명에 따른 편광판은, 편광자와, 상기 편광자를 사이에 두고 대향하는 모양으로 배치되는 두 개의 보호필름을 포함하는 편광판에 있어서, 상기 두 개의 보호필름 중 제 1 보호필름은 열가소성 수지를 포함하는 복수층을 포함하고, 상기 복수층 중 상기 편광자로부터 가장 떨어진 위치의 층을 구성하는 열가소성 수지는 아크릴 수지이며, 상기 두 개의 보호필름 중 제 2 보호필름이 후술하는 특정한 특성을 갖는 것을 특징으로 한다.

이하에, 본 발명의 편광판을 구성하는 편광자, 제 1 보호필름을 구성하는 아크릴 수지 및 그 밖의 열가소성 수지, 제 1 보호필름을 구성하는 부가적 구성요소인 광학 기능층, 그리고 제 2 보호필름에 대하여, 순차적으로 설명한다.

본 발명에 이용하는 편광자는, 액정 표시장치 등에 사용되고 있는 공지된 편광자이다. 예컨대, 폴리바이닐알코올 필름에 요오드 또는 2색성 염료를 흡착시킨 다음, 붕산 용액 속에서 1축 연신함으로써 얻어지는 것, 또는 폴리바이닐알코올 필름에 요오드 또는 2색성 염료를 흡착시켜 연신하고 또한 분자쇄 중의 폴리바이닐알코올 단위의 일부를 폴리바이닐렌 단위로 변성함으로써 얻어지는 것 등을 들 수 있다. 그 밖에, 그리드 편광자, 다층 편광자, 콜레스테릭 액정 편광자 등의 편광을 반사광과 투과광으로 분리하는 기능을 갖는 편광자를 들 수 있다. 이들 중 폴리바이닐알코올을 함유하는 편광자가 바람직하다.

본 발명에서 이용하는 편광자에 자연광을 입사시키면 한쪽의 편광만이 투과된다. 본 발명에서 이용하는 편광자의 편광도는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 98% 이상, 보다 바람직하게는 99% 이상이다. 편광자의 평균 두께는 바람직하게는 5 내지 80㎛이다.

상기 제 1 보호필름은 열가소성 수지를 포함하는 복수층을 포함한다. 상기 복수층 각각은, 바람직하게는 열가소성 수지를 주성분으로 한다. 본 명세서에서, 열가소성 수지를 「주성분으로 한다」란, 층 중의 열가소성 수지의 함유 비율이 보통 50중량% 이상, 바람직하게는 80중량% 이상, 보다 바람직하게는 90중량% 이상인 것을 말한다.

상기 제 1 보호필름을 구성하는 열가소성 수지는, 아크릴 수지에 더하여, 예컨대, 폴리카보네이트 수지, 폴리에터설폰 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리설폰 수지, 폴리알릴레이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리스타이렌 수지, 폴리염화바이닐 수지, 2아세트산셀룰로오스, 3아세트산셀룰로오스, 및 지환식 올레핀 폴리머 등을 이용할 수 있다.

지환식 올레핀 폴리머로는, 일본 특허 공개 평05-310845호 공보, 미국특허 제5179171호 공보에 기재되어 있는 환상 올레핀 랜덤 다원 공중합체, 일본 특허 공개 평05-97978호 공보, 미국특허 제5202388호 공보에 기재되어 있는 수소첨가 중합체, 일본 특허 공개 평11-124429호 공보(국제공개 99/20676호 공보)에 기재되어 있 는 열가소성 다이사이클로펜타다이엔계 개환 중합체 및 그의 수소 첨가물 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 사용하는 열가소성 수지의 분자량은, 용매로서 사이클로헥세인(수지가 용해하지 않는 경우는 톨루엔)을 이용한 겔·투과·크로마토그래피(이하, 「GPC」라고 약칭함)로 측정한 폴리아이소프렌 환산의 중량평균 분자량(Mw)으로, 보통 5,000 내지 100,000, 바람직하게는 8,000 내지 80,000, 보다 바람직하게는 10,000 내지 50,000이다. 중량평균 분자량이 이러한 범위에 있을 때에, 보호필름의 기계적 강도 및 성형 가공성이 고도로 균형되어 적합하다.

열가소성 수지의 분자량 분포(중량평균 분자량(Mw)/수평균 분자량(Mn))은 특별히 제한되지 않지만, 보통 1.0 내지 10.0, 바람직하게는 1.0 내지 4.0, 보다 바람직하게는 1.2 내지 3.5의 범위이다.

열가소성 수지는, 그 분자량 2,00O 이하인 수지 성분(즉, 올리고머 성분)의 함유량이 5중량% 이하, 바람직하게는 3중량% 이하, 보다 바람직하게는 2중량% 이하이다. 올리고머 성분의 양이 많으면, 적층체를 제조할 때에 중간층과 표면층 각각에 미세한 요철이 발생하거나, 각 층에 있어서 두께 얼룩이 생기기도 하고 면 정밀도가 나빠질 가능성이 있다.

올리고머 성분의 양을 저감하기 위해서는, 중합 촉매나 수소화 촉매의 선택; 중합 반응이나 수소화 반응 등의 반응 조건; 수지를 성형용 재료로서 펠렛화하는 공정에서의 온도 조건; 등을 최적화하면 바람직하다. 올리고머의 성분량은, 사이클로헥세인(중합체 수지가 용해하지 않는 경우는 톨루엔)을 이용한 겔·투과·크로 마토그래피에 의해서 측정할 수 있다.

본 발명에서는, 제 1 보호필름을 구성하는 복수층 중, 편광자로부터 가장 떨어진 위치의 층을 구성하는 열가소성 수지가 아크릴 수지이다. 아크릴 수지의 유리전이온도(Tg)는, 보통 100℃ 이상, 바람직하게는 100 내지 170℃, 보다 바람직하게는 100 내지 140℃로 할 수 있다.

이 아크릴 수지는, (메트)아크릴산에스터를 주성분으로 하는 공중합체 수지로서, (메트)아크릴산에스터만으로 이루어지는 단독 중합체여도 공중합체여도 되고, 또한 (메트)아크릴산에스터와 이것과 공중합 가능한 단량체와의 공중합체여도 된다. 또한, 아크릴 수지는, 1종류를 단독으로 사용할 수도 있고, 2종류 이상을 병용할 수도 있다. 본 명세서에서, 「아크릴 수지로부터 구성되는」층이란, 아크릴 수지만으로 이루어지는 층에 더하여, 후술하는 자외선 흡수제, 그 밖의 배합제 및 탄성체 미립자 등의, 아크릴 수지 이외의 재료를 더 포함하고 있는 층도 포함한다. 아크릴 수지로부터 구성되는 층에 있어서의 아크릴 수지의 함유 비율은, 바람직하게는 70중량% 이상, 더 바람직하게는 70 내지 95중량%로 할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 아크릴 수지 중에서도, 폴리메타크릴레이트 수지가 바람직하고, 그 중에서도 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 보다 바람직하다.

한편, 본 명세서에 있어서, (메트)아크릴산은, 아크릴산 및/또는 메타크릴산을 의미한다. 또한, (메트)아크릴산에스터는, 아크릴산에스터 및/또는 메타크릴산에스터를 의미한다.

아크릴 수지의 주성분으로 사용하는 (메트)아크릴산에스터로는, (메트)아크 릴산과 탄소수 1 내지 15의 알칸올 및 사이클로알칸올로부터 유도되는 구조의 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 탄소수 1 내지 8의 알칸올로부터 유도되는 구조의 것이다. 탄소수가 지나치게 많은 경우는, 얻어지는 취질 필름의 파단시 신도가 지나치게 커진다.

이들 (메트)아크릴산에스터의 구체예로는, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산 n-프로필, 아크릴산 i-프로필, 아크릴산 n-뷰틸, 아크릴산 i-뷰틸, 아크릴산 sec-뷰틸, 아크릴산 t-뷰틸, 아크릴산 n-헥실, 아크릴산사이클로헥실, 아크릴산 n-옥틸, 아크릴산2-에틸헥실, 아크릴산 n-데실, 아크릴산 n-도데실, 메타크릴산메틸, 메타크릴산에틸, 메타크릴산 n-프로필, 메타크릴산 i-프로필, 메타크릴산 n-뷰틸, 메타크릴산 i-뷰틸, 메타크릴산 sec-뷰틸, 메타크릴산 t-뷰틸, 메타크릴산 n-헥실, 메타크릴산 n-옥틸, 메타크릴산2-에틸헥실, 메타크릴산 n-데실, 메타크릴산 n-도데실 등을 들 수 있다.

또한, 이들의 (메트)아크릴산에스터는, 하이드록실기, 할로젠 원자 등의 임의의 치환기를 갖고 있어도 좋다. 그와 같은 치환기를 갖는 (메트)아크릴산에스터의 예로는, 아크릴산2-하이드록시에틸, 아크릴산2-하이드록시프로필, 아크릴산4-하이드록시뷰틸, 메타크릴산2-하이드록시에틸, 메타크릴산2-하이드록시프로필, 메타크릴산4-하이드록시뷰틸, 메타크릴산3-클로로-2-하이드록시프로필 등을 들 수 있다.

본 발명에서 사용하는 아크릴 수지에 있어서, (메트)아크릴산에스터의 함유량은, 50중량% 이상, 바람직하게는 85중량% 이상, 보다 바람직하게는 90중량% 이상 이다. (메트)아크릴산에스터는, 1종류를 단독으로 사용할 수도 있고, 2종류 이상을 병용할 수도 있다. 아크릴 수지의 분자량은, 특별히 한정되지 않지만, 보통 중량평균 분자량으로 50,000 내지 500,000이다. 분자량이 이 범위 내에 있으면, 균질한 필름을 유연법에 의해 용이하게 만들 수 있다.

(메트)아크릴산에스터와 공중합 가능한 단량체에는, 특별히 한정되지 않지만, α,β-에틸렌성 불포화 카복실산단량체, (메트)아크릴산 알칸올에스터 및 사이클로알칸올에스터 이외의 α,β-에틸렌성 불포화 카복실산에스터 단량체, 알켄일 방향족 단량체, 공액 다이엔 단량체, 비공액 다이엔 단량체, 시안화바이닐 단량체, 불포화 카복실산아마이드 단량체, 카복실산 불포화 알코올에스터, 올레핀 단량체 등을 들 수 있다.

α,β-에틸렌성 불포화 카복실산 단량체는, 모노카복실산, 다가 카복실산, 다가 카복실산의 부분 에스터 및 다가 카복실산 무수물 중의 어느 것이라도 되고, 그 구체예로는, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 말레산 모노에틸, 푸마르산 모노n-뷰틸, 무수 말레산, 무수 이타콘산 등을 들 수 있다. (메트)아크릴산 에스터알칸올에스터 및 사이클로알칸올에스터 이외의 α,β-에틸렌성 불포화 카복실산에스터 단량체의 구체예로는, 메타크릴산글라이시딜, 푸마르산다이메틸, 푸마르산다이에틸, 말레산다이메틸, 말레산다이에틸, 이타콘산다이메틸 등을 들 수 있다. 알켄일 방향족 단량체의 구체예로는, 스타이렌, α-메틸스타이렌, 메틸α-메틸스타이렌, 바이닐톨루엔 및 디비닐벤젠 등을 들 수 있다.

공액 다이엔 단량체의 구체예로는, 1,3-뷰타다이엔, 2-메틸-1,3-뷰타다이엔, 1,3-펜타다이엔, 2,3-다이메틸-1,3-뷰타다이엔, 2-클로로-1,3-뷰타다이엔, 사이클로펜타다이엔 등을 들 수 있다. 비공액 다이엔 단량체의 구체예로는, 1,4-헥사다이엔, 다이사이클로펜타다이엔, 에틸리덴노보넨 등을 들 수 있다.

시안화바이닐 단량체의 구체예로는, 아크릴로나이트릴, 메타크릴로나이트릴, α-클로로아크릴로나이트릴, α-에틸아크릴로나이트릴 등을 들 수 있다.

α,β-에틸렌성 불포화 카복실산아마이드 단량체의 구체예로는, 아크릴아마이드, 메타크릴아마이드, N-메틸올아크릴아마이드, N-메틸올메타크릴아마이드, N,N-다이메틸아크릴아마이드 등을 들 수 있다. 카복실산 불포화 알코올에스터 단량체의 구체예로는, 아세트산바이닐 등을 들 수 있다. 올레핀 단량체의 구체예로는, 에틸렌, 프로필렌, 뷰텐, 펜텐 등을 들 수 있다.

본 발명에서 사용하는 아크릴 수지에 있어서, (메트)아크릴산에스터와 공중합 가능한 단량체에 근거하는 단위의 함유량은, 50중량% 이하, 바람직하게는 15중량% 이하, 보다 바람직하게는 10중량% 이하이다.

(메트)아크릴산에스터와 공중합 가능한 단량체는, 1종류를 단독으로 사용할 수도 있고, 2종류 이상을 병용할 수도 있다. (메트)아크릴산에스터와 공중합 가능한 단량체로는, 알켄일 방향족 단량체가 바람직하고, 그 중에서도 스타이렌이 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 아크릴 수지의 바람직한 구체예로는, 메타크릴산메틸/아크릴산메틸/아크릴산뷰틸/스타이렌 공중합체, 메타크릴산메틸/아크릴산메틸 공중합체, 메타크릴산메틸/스타이렌/아크릴산뷰틸 공중합체 등을 들 수 있다.

본 발명에서 사용하는 아크릴 수지는, 그 파단 시 신도가 10 내지 180%의 범위에 있는 것이 바람직하고, 50 내지 170%의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 파단 시 신도가 상기 범위 내에 있을 때에, 취질(脆質) 필름의 브로티드 슬래그(brotted slag)성이 양호해진다. 아크릴 수지로서 2종류 이상을 병용할 때는, 혼합물의 파단 시 신도가 상기범위에 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 전술한 아크릴 수지로 이루어지는 표면층의 두께는, 바람직하게는 10㎛ 이상이고, 더 바람직하게는 20 내지 60㎛이다. 표면층의 두께가 상기 범위인 것에 의해 제 1 보호필름에 표면 연필경도와 가요성(可撓性)을 충분히 부여할 수 있다.

본 발명에 있어서, 제 1 보호필름은, 전술한 바와 같이, 복수층의 열가소성 수지층으로 구성되지만, 또한 이 제 1 보호필름은, 중간층과, 이 중간층의 양측에 각각 설치되는 표면층을 구비하고, 상기 중간층 및 상기 표면층 중 적어도 상기 중간층은 자외선 흡수제를 함유하며, 상기 자외선 흡수제를 함유하는 층 중 상기 자외선 흡수제 농도의 가장 높은 층이 상기 중간층인 것이 바람직하다. 상기 중간층은, 단층이어도 다층이어도 좋다. 또한, 자외선 흡수제는 중간층에만 함유되어 있어도 좋다.

본 발명에 있어서, 표면층에도 자외선 흡수제를 함유시키는 것도 있지만, 그 경우의 함유량은, 표면층을 구성하는 아크릴 수지 전체량의 0.1 내지 5중량%가 적당하다. 이 함유량은, 보다 구체적으로는, 상기 중간층 중의 자외선 흡수제의 함유량을 감안하여, 보호필름 전체로서 필요한 자외선 투과 방지 성능을 확보하도록 결정한다. 하한치를 하회하면 자외선 흡수 효과가 얻어지지 않고, 상한치를 초과하면 보호필름의 밖으로 자외선 흡수제가 배어 나올 우려가 있다.

본 발명에서 이용하는 자외선 흡수제로는, 특별히 한정되지 않지만, 옥시벤조페논계 화합물, 벤조트라이아졸계 화합물, 살리실산에스터계 화합물, 벤조페논계 자외선 흡수제, 벤조트라이아졸계 자외선 흡수제, 아크릴로나이트릴계 자외선 흡수제, 트라이아진계 화합물, 니켈 착염계 화합물, 무기 분체 등의 공지된 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 자외선 흡수제로는, 2,2'-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-6-(2H-벤조트라이아졸-2-일)페놀), 2-(2'-하이드록시-3'-tert-뷰틸-5-메틸페닐)-5-클로로벤조트라이아졸, 2,4-다이-tert-뷰틸-6-(5-클로로벤조트라이아졸-2-일)페놀, 2,2'-다이하이드록시-4,4'-다이메톡시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라하이드록시벤조페논 등이 적합하게 사용된다. 이들 중에서도, 특히 2,2'-메틸렌비스(4-(1,1,3,3-테트라메틸뷰틸)-6-(2H-벤조트라이아졸-2-일)페놀)이 바람직하다.

상기 자외선 흡수제를 함유시키는 방법으로는, 자외선 흡수제를 미리 열가소성 수지 중에 배합하는 방법; 자외선 흡수제를 고농도로 함유하는 열가소성 수지의 마스터배치를 이용하는 방법; 열가소성 수지층의 용융 압출성형 시에 용융 수지에 직접 공급하는 방법 등을 들 수 있고, 어느 쪽의 방법이 채용되어도 좋다.

열가소성 수지층에 함유되는 자외선 흡수제의 함유량은, 수지 1OO중량% 당 O.5 내지 5중량%가 바람직하다. 또한, 전술한 중간층에서 자외선 흡수제의 농도의 격차가 전면에서 ±O.1% 이내인 것이 바람직하다.

자외선 흡수제의 함유량이 0.5 내지 5중량%인 것에 의해, 편광판의 색조를 악화시키는 일 없이 자외선을 효율적으로 차단할 수 있고, 장기 사용시의 편광도 저하를 막을 수 있다. 중간층의 자외선 흡수제의 함유량은, 더 바람직하게는 1.0 내지 5중량%이다.

열가소성 수지층의 자외선 흡수제의 함유량이 0.5중량% 미만이면, 파장 370nm 및 380nm에서의 광선 투과율이 커져, 그러한 보호필름을 사용하면 편광자의 편광도가 저하되어 버린다. 반대로 자외선 흡수제의 함유량이 5중량%를 초과하면, 단파장 측의 광선 투과율이 작아져, 적층체의 황색빛이 너무 강해져 버린다.

또한, 본 발명에서는, 제 1 보호필름을 구성하는 열가소성 수지층에 있어서의 자외선 흡수제의 농도의 격차가 전면에서 ±O.1중량% 이내인 것이 바람직하다. 그것은, 상기 농도의 격차를 이 범위로 억제함으로써, 초기 필름의 색조 불균일이 없고, 또한, 장기 사용 후의 자외선에 의한 열화가 균일하게 일어나, 액정 표시장치에 실장되었을 때의 색조 불균일이 일어나기 어렵게 되기 때문이다. 중간층에서의 자외선 흡수제의 농도의 격차가 전면에서 ±O.1중량%를 초과하면, 색조의 불균일이 분명히 시인되어, 색조 불량이 된다. 또한, 장기 사용 후에는 자외선에 의한 열화가 불균일해져서, 색조 불량이 더욱 심해진다.

전술한 열가소성 수지층에 있어서의 자외선 흡수제의 농도의 격차는 다음의 순서로 측정한다.

우선, 분광 광도계에 의해 적층체의 자외선 투과율을 측정한다. 다음으로, 접촉식 두께계에 의해 적층체의 두께를 측정한다. 이어서, 측정부 단면을 광학현미경으로 관찰하여 표면층과 중간층 두께의 비를 구하여, 중간층의 두께를 구한다. 그리고, 자외선 투과율과 두께로부터 자외선 흡수제의 농도를 다음 수학식 (1)로부터 산출한다.

C=-log₁₀(0.01T)/K/L

수학식 (1)에 있어서, C는 자외선 흡수제의 농도(중량%), T은 광선 투과율(%), K는 흡광계수(-), L은 적층체의 두께(㎛)이다.

이상의 조작을 적층체의 세로 방향 및 가로 방향에서 일정 간격마다 하고, 이들 측정값의 산술 평균값을 구하여, 이것을 평균농도 C_ave로 한다. 그리고, 측정한 농도 C 중 최대값을 C_max, 최소치를 C_min으로 하여, 이하의 식으로부터 산출한다.

농도의 격차(%)=(C_ave-C_min)/C_ave×100, 및 (C_max-C_ave)/C_ave×100 중 큰 쪽으로 한다.

상기 열가소성 수지층에 있어서의 자외선 흡수제의 농도의 격차를 전면(全面)에서 ±0.1중량%로 하기 위한 수단으로는, (1) 건조시킨 열가소성 수지와 자외선 흡수제를 혼합시킨다. 이어서, 그 혼합물을 압출기에 접속된 호퍼(hopper)에 투입하고, 단축 압출기로 공급하여 용융 압출한다; (2) 건조기 부착 호퍼에 열가소성 수지를 투입한다. 또한 별도의 투입구로부터 자외선 흡수제를 투입한다. 상기 열가소성 수지 및 자외선 흡수제를 각각 피더(feeder)로 계량하면서 2축 압출기에 공급하여 용융 압출하는 방법;을 들 수 있다.

본 발명에서 복수의 열가소성 수지층의 최외 표면층을 제외한 중간층의 두께 는 10 내지 40㎛인 것이 바람직하다. 중간층의 두께가 10㎛ 미만이면, 층간의 계면이 조잡해져 버려, 평탄성, 평활성 등의 면 상태가 악화되어 버릴 우려가 있다. 한편, 중간층의 두께가 40㎛를 초과하면, 편광판 보호필름으로 사용한 경우에, 편광판 전체가 두꺼워져 버려, 실용이 어려워진다. 한편, 후술하는 것처럼, 제 1 보호필름은, 보통 그 시인측 표면에 각종 광학 기능층이 적층된 다음 사용에 제공된다. 또한, 각종 광학 기능층을 적층하여 이루어지는 보호필름의 총 두께로는, 200㎛ 이하인 것이 바람직하다. 그 이유는, 전술한 것처럼, 편광판 전체를 불필요하게 두껍게 하지 않기 때문이다.

본 발명에 있어서, 상기 중간층의 두께의 격차가 전면에서 ±1㎛ 이내인 것이 바람직하다. 이 중간층의 두께의 격차가 전면에서 ±1㎛ 이내인 것에 의해, 색조의 격차가 작아진다. 또한, 장기 사용 후의 색조변화도 균일해지기 때문에, 장기 사용 후의 색조 불균일도 일어나지 않는다.

중간층의 두께는, 시판하는 접촉식 두께계를 이용하여 총 두께를 측정하고, 두께 측정 부분을 절단하여 단면을 광학현미경으로 관찰하여 중간층과 표면층의 두께비를 구하여, 그 비율로부터 중간층의 두께를 계산한다. 이상의 조작을 적층체의 가로 방향 및 세로 방향에서 일정 간격마다 한다.

중간층 두께의 격차는, 상기에서 측정한 측정값의 산술 평균값을 기준 두께 T_ave로 하고, 측정한 두께 T 중 최대값을 T_max, 최소치를 T_min으로 하여, 이하의 식으로부터 산출한다.

두께의 격차(㎛)=T_ave-T_min, 및 T_max-T_ave 중 큰 쪽으로 한다.

본 발명에서는, 제 1 보호필름을 구성하는 복수층의 층수를 k층(k는 2 이상의 정수)으로 하고, 편광자에 가장 가까운 위치로부터 세어 제 i 번째(i는 1 내지 k-1의 정수)의 열가소성 수지층에 있어서 380nm 내지 780nm 범위의 파장 λ에서의 굴절률을 n_i(λ), 이 층에 인접하는 층에 있어서 380nm 내지 780nm의 범위의 파장 λ에서의 굴절률을 n_i+1(λ)이라고 하면, 이들이 다음 수학식 (2)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

│n_i(λ)-n_i+1(λ)│≤0.05

특히, │n_i(λ)-n_i+1(λ)│≤0.045인 것이 보다 바람직하다. 한편, n_i(λ) 및 n_i+1(λ)은 파장 λ에 있어서의 주굴절률의 평균값이다. │n_i(λ)-n_i+1(λ)│의 값이 상기 값을 넘는 경우에는, 계면에서의 굴절률 차이에 의해서 생기는 계면 반사에 의해, 보호층 표면에 간섭줄무늬가 생길 우려가 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 복수의 열가소성 수지층 중 어느 층에도, 자외선 흡수제 이외의 다른 배합제를 함유시켜도 된다. 다른 배합제로는, 특별한 한정은 없지만, 무기 미립자; 산화 방지제, 열 안정제, 근적외선 흡수제 등의 안정제; 윤활제, 가소제 등의 수지 개질제; 염료나 안료 등의 착색제; 대전 방지제 등을 들 수 있다. 이들 배합제는, 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있고, 그 배합량은 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위에서 적절히 선택된다.

상기 윤활제로는, 이산화규소, 이산화타이타늄, 산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 및 황산스트론튬 등의 무기 입자, 및 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴로나이트릴, 폴리스타이렌, 셀룰로오스아세테이트, 및 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 유기 입자를 들 수 있다. 윤활제를 구성하는 입자로는, 유기 입자가 바람직하고, 이 중에서도 폴리메틸메타크릴레이트제 입자가 특히 바람직하다.

본 발명에서는, 복수의 열가소성 수지층 중 어떤 층도, 상기 윤활제로서 또는 그 밖의 목적으로, 고무상 탄성체로 이루어지는 탄성체 입자를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 중간층 및 그 양측의 상기 표면층을 갖는 보호필름에 있어서, 이들 층 중 어느 1 이상의 층에 탄성체 미립자가 포함되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 열가소성 수지로서 아크릴 수지를 포함하고, 또한 상기 탄성체 입자를 포함하는 것이 내충격성 및 가요성 향상을 위해 바람직하다.

상기 고무상 탄성체의 재료로는, 아크릴산에스터계 고무상 중합체, 뷰타다이엔을 주성분으로 하는 고무상 중합체, 및 에틸렌-아세트산바이닐 공중합체 등을 들 수 있다. 아크릴산에스터계 고무상 중합체로는, 뷰틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 등을 주성분으로 하는 것이 있다. 이들 중, 뷰틸아크릴레이트를 주성분으로 한 아크릴산에스터계 중합체, 및 뷰타다이엔을 주성분으로 하는 고무상 중합체가 바람직하다. 탄성체 입자는, 2종의 중합체가 층 형상으로 된 것이어도 좋고, 그 대표예로는, 뷰틸아크릴레이트 등의 알킬아크릴레이트와 스타이렌을 포함하 는 그래프트화 고무 탄성부분과, 메틸메타크릴레이트 및/또는 메틸메타크릴레이트와 알킬아크릴레이트의 공중합체로 이루어지는 경질 수지층이 코어-셸 구조로 층을 형성하고 있는 탄성체 입자를 들 수 있다.

상기 탄성체 입자는, 열가소성 수지 중에 분산된 상태에서의 그 수평균 입경이, 보통 2.0㎛ 이하, 바람직하게는 0.1 내지 1.0㎛, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.5㎛이다. 여기서 「수평균 입경」은, 일차 입자가 응집에 의해 보다 큰 이차 입자를 형성하고 있는 경우는, 바람직하게는 상기 이차 입자의 직경으로 한다. 탄성체 입자의 일차 입자 직경이 작더라도, 응집에 의해 형성되는 이차 입자의 수평균 입경이 크면, 편광판용 보호필름은 헤이즈가 높아지고, 광선 투과율이 낮아지기 때문에, 표시화면용으로는 적합하지 않게 된다. 또한 수평균 입경이 지나치게 작게 되면 가요성이 저하되는 경향이 있다.

본 발명에 있어서, 탄성체 입자의 파장 380 내지 780nm에서의 굴절률 n_p(λ)는, 매트릭스가 되는 열가소성 수지의 파장 380nm 내지 780nm에서의 굴절률 n_r(λ)과의 사이에, 수학식 (3)의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

│n_p(λ)-n_r(λ)│≤0.05

특히, │n_p(λ)-n_r(λ)│≤0.045인 것이 보다 바람직하다. n_p(λ) 및 n_r(λ)은, 파장 λ에 있어서의 주굴절률의 평균값이다. │n_p(λ)-n_r(λ)│의 값이 상기 범위를 넘는 경우에는, 계면의 굴절률 차이에 의해서 생기는 계면 반사에 의해 투명성이 손상될 우려가 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 보호 필름의 바람직한 광탄성계수는, 그 절대치가 바람직하게는 30×10^-13cm²/dyn 이하(즉, -20×10^-13cm²/dyn 내지 20×10^-13cm²/dyn)이고, 보다 바람직하게는 10×10^-13cm²/dyn 이하이며, 더욱 바람직하게는 5×10^-13cm²/dyn 이하이다. 광탄성계수가 이것보다 크면, 편광자를 보호함에 있어서, 편광자의 수축 응력에 의해 위상차를 발현하기 쉽게 되어, 편광판의 광학 특성의 저하를 초래하는 경우가 있기 때문에 바람직하지 못하다. 보호필름의 면내 위상차 Re(Re=d×(n_x-n_y)로 정의되는 값, n_x, n_y는 보호필름의 면내 주굴절률; d는 보호필름의 평균 두께임)가 작은 것이 바람직하고, 구체적으로는 파장 550nm에서 면내 위상차 Re가 바람직하게는 50nm 이하, 보다 바람직하게는 10nm 이하이며, 더 바람직하게는 5nm 이하이다. 이 위상차의 적합한 범위는, 보호필름의 두께 방향의 위상차 Rth에 대해서도 같다. 이 두께 방향의 위상차 Rth는, 상기 n_x, n_y, 두께 방향의 굴절률 n_z, 상기 두께 d(nm)로부터, Rth=[{(n_x+n_y)/2}-n_z]×d로 구할 수 있다.

상기 Re가 1Onm를 초과하면, 보호필름 전체 면내의 지상축(지상축)을 편광자의 투과축 또는 흡수축과 일치시키지 않으면 안되고, 일치하지 않으면 광 누출이 일어날 우려가 있다.

한편, 보호필름의 면내 위상차 Re 및 두께 방향의 위상차 Rth는, 시판하는 자동 복굴절계를 이용하여 측정할 수 있다.

본 발명에 있어서, 보호필름을 구성하는 상기 적층 필름(기재 필름이라고도 함)을 얻는 방법으로는, 공압출 T 다이법, 공압출 인플레이션법, 공압출 라미네이션법 등의 공압출에 의한 성형방법, 드라이 라미네이션 등의 필름 라미네이션 성형방법, 및 중간층을 구성하는 필름에 대하여 표면층을 구성하는 수지 용액을 코팅하도록 하는 코팅 성형 방법 등의 공지된 방법이 적절히 이용될 수 있다. 그 중에서도, 제조 효율이나 필름 중에 용제 등의 휘발성 성분을 잔류시키지 않는다는 관점에서 공압출에 의한 성형방법이 바람직하다.

공압출하는 방법 중에서도, 공압출 T 다이법이 바람직하다. 또한 공압출 T 다이법에는 피드블럭 방식, 멀티매니폴더 방식을 들 수 있지만, 중간층의 두께 격차를 작게 할 수 있다는 점에서 멀티매니폴더 방식이 더 바람직하다.

기재 필름을 얻는 방법으로서, 공압출 T 다이법을 채용하는 경우, T 다이를 갖는 압출기에서의 열가소성 수지의 용융 온도는, 이 열가소성 수지의 유리전이온도(Tg)보다도 80 내지 180℃ 높은 온도로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 유리전이온도보다도 100 내지 150℃ 높은 온도로 한다. 압출기에서의 용융 온도가 너무 낮으면 열가소성 수지의 유동성이 부족될 우려가 있고, 반대로 용융 온도가 너무 높으면 수지가 열화될 가능성이 있다.

본 발명에 있어서, 상술한 중간층의 두께 격차를 전면에서 ±1㎛ 이내로 하기 위해서는, (1) 압출기 내에 눈금이 20㎛ 이하인 폴리머 필터를 설치한다; (2) 기어 펌프를 5rpm 이상으로 회전시킨다; (3) 다이스 주위에 울타리 수단을 배치한 다; (4) 에어갭을 200mm 이하로 한다; (5) 필름을 냉각롤 상에 캐스팅할 때에 엣지(edge) 피닝을 한다; (6) 압출기로서 2축 압출기 또는 스크류 형식이 더블플라이트형인 단축 압출기를 이용한다;의 전부를 행할 필요가 있다. 상기 (1) 내지 (6) 중 하나라도 행하지 않으면, 중간층의 두께 격차를 전면에서 ±1㎛ 이내로 하는 것은 어렵다.

압출 온도는, 사용하는 열가소성 수지에 따라 적절히 선택하면 된다. 압출기 내의 온도로, 수지 투입구는 Tg 내지 (Tg+100)℃, 압출기 출구는 (Tg+50) 내지 (Tg+170)℃, 다이스 온도는 (Tg+50)℃ 내지 (Tg+170)℃로 하는 것이 바람직하다. 여기서 Tg는 압출하는 수지의 유리전이온도이다.

상기 적층 필름(기재 필름)을 얻는 방법으로 용융 압출법을 이용하는 경우에는, 다이스의 개구부로부터 압출된 시트상 용융 수지를 냉각 드럼에 밀착시킨다. 용융 수지를 냉각 드럼에 밀착시키는 방법으로는, 특별히 제한되지 않고, 예컨대, 에어나이프 방식, 버큠박스 방식, 정전밀착 방식 등을 들 수 있다.

냉각 드럼의 수는 특별히 제한되지 않지만, 보통은 2개 이상이다. 또한, 냉각 드럼의 배치방법으로는, 예컨대, 직선형, Z형, L형 등을 들 수 있지만 특별히 제한되지 않는다. 또한 다이스의 개구부로부터 압출된 용융 수지의 냉각 드럼으로의 통과 방법도 특별히 제한되지 않는다.

본 발명에 있어서는, 냉각 드럼의 온도에 의해, 압출된 시트상 열가소성 수지의 냉각 드럼으로의 밀착 상태가 변화된다. 냉각 드럼의 온도를 올리면 밀착은 잘 되지만, 온도를 지나치게 올리면 시트상 열가소성 수지가 냉각 드럼으로부터 벗 겨지지 않고 드럼에 말려 붙는 불량이 발생할 우려가 있다. 그 때문에, 냉각 드럼 온도는, 바람직하게는 다이스로부터 압출되는 열가소성 수지의 유리전이온도를 Tg(℃)로 하면, (Tg+30)℃ 이하, 더 바람직하게는 (Tg-5)℃ 내지 (Tg-45)℃의 범위로 한다. 그렇게 함으로써 미끄러짐이나 상처 등의 불량을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에서의 제 1 보호필름의 제조방법에 있어서, 잔류 용제의 함유량을 적게 하는 것이 중요하게 되지만, 그를 위한 수단으로는, (1) 열가소성 수지 자체의 잔류 용제를 적게 한다; (2) 필름을 성형하기 전에 이용하는 열가소성 수지를 예비 건조한다; 등의 수단을 들 수 있다. 예비 건조는, 예컨대 원료를 펠렛 등의 형태로 하여, 열풍 건조기 등에서 실시된다. 건조 온도는 100℃ 이상이 바람직하고, 건조 시간은 2시간 이상이 바람직하다. 예비 건조를 함으로써, 기재 필름 중의 잔류 용제를 저감시킬 수 있고, 또한 압출되는 열가소성 수지의 발포를 막을 수 있다.

본 발명에 있어서, 필름을 적층하는 방법으로서, 전술한 공압출법에 의하는 이외에 접착제를 이용하여 하는 것도 가능하다. 접착제로는, 아크릴계 접착제, 우레탄계 접착제, 폴리에스터계 접착제, 폴리바이닐알코올계 접착제, 폴리올레핀계 접착제, 변성 폴리올레핀계 접착제, 폴리바이닐알킬에터계 접착제, 고무계 접착제, 염화바이닐-아세트산바이닐계 접착제, SEBS(스타이렌-에틸렌-뷰틸렌-스타이렌 공중합체)계 접착제, 에틸렌-스타이렌 공중합체 등의 에틸렌계 접착제, 에틸렌-(메트)아크릴산메틸 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴산에틸 공중합체 등의 아크릴산에스터계 접착제 등을 들 수 있다.

이러한 탄성을 유지하는 접착제를 이용하여 중간층의 양측에 표면층을 적층함으로써 적층된 기재 필름의 가요성을 향상시킬 수 있고, 기재 필름을 제품에 적합한 치수로 구멍 뚫을 때의 절단 특성이 양호해진다. 또한, 이 접착제 층은, 보호필름으로서 제품화한 경우, 제품에 외력이 가해졌을 때에 생기는 응력을 완화하는 응력 완충층으로서 작용하기 때문에, 보호필름으로서의 보호특성을 보다 향상시킬 수 있다.

이 접착층의 평균 두께로는, 보통 0.01 내지 30㎛, 바람직하게는 0.1 내지 15㎛이다. 또한, 이 접착층은 JIS K 7113에 의한 인장 파괴강도가 40MPa 이하인 층이다.

본 발명에 있어서의 제 1 보호필름을 구성하는 기재필름의 표면, 즉 아크릴 수지로 구성되어 있는 표면층의 표면(편광판으로 한 경우, 편광자와는 반대측 표면)은, 불규칙하게 생기는 선상 오목부나 선상 볼록부가 실질적으로 형성되지 않고, 그 표면이 평탄한 면인 것이 바람직하다. 실질적으로 형성되지 않는다고 하는 것은, 가령 선상 오목부나 선상 볼록부가 형성되었다고 해도, 깊이가 50nm 미만 또는 폭이 500nm 보다 큰 선상 오목부, 및 높이가 50nm 미만 또는 폭이 500nm보다 큰 선상 볼록부인 것이다. 보다 바람직하게는, 깊이가 30nm 미만, 또는 폭이 700nm인 선상 오목부이고, 높이가 30nm 미만, 또는 폭이 700nm 보다 큰 선상 볼록부이다. 이러한 구성으로 하는 것에 의해, 선상 오목부나 선상 볼록부에서의 빛의 굴절 등에 근거하는, 빛의 간섭이나 광 누출의 발생을 방지할 수 있어, 광학성능을 향상시킬 수 있다. 한편, 불규칙하게 생긴다고 하는 것은, 의도하지 않은 위치에 의도하 지 않은 치수, 형상 등으로 형성될 수 있는 요철인 것이다.

상술한 선상 오목부의 깊이나, 선상 볼록부의 높이, 및 이들의 폭은, 다음에 서술하는 방법으로 구할 수 있다. 기재 필름에 빛을 조사하여, 투과 광을 스크린에 비추고, 스크린상에 나타나는 빛의 밝기 또는 어두움의 줄무늬가 있는 부분(이 부분은 오목부의 깊이 및 볼록부의 높이가 큰 부분이다.)을 30mm 각으로 절단한다. 절단한 필름편의 표면을 삼차원 표면구조 해석 현미경(시야영역 5mm×7mm)을 이용하여 관찰하고, 이것을 3차원 화상으로 변환하여, 이 3차원 화상으로부터 MD 방향의 단면 프로파일을 구한다. 단면 프로파일은 시야 영역에서 1mm 간격으로 구한다. 이 단면 프로파일에 평균선을 긋고, 이 평균선으로부터 오목부의 밑바닥까지의 길이가 오목부 깊이, 또는 평균선으로부터 볼록부의 정상까지의 길이가 볼록부 높이가 된다. 평균선과 프로파일과의 교점 사이의 거리가 폭이 된다. 이들 오목부 깊이 및 볼록부 높이의 측정값으로부터 각각 최대값을 구하여, 그 최대값을 나타낸 오목부 또는 볼록부의 폭을 각각 구한다. 이상으로부터 구해진 오목부 깊이 및 볼록부 높이의 최대값, 그 최대값을 나타낸 오목부의 폭 및 볼록부의 폭을, 그 필름의 선상 오목부의 깊이, 선상 볼록부의 높이 및 그들의 폭으로 한다.

본 발명에 있어서, 제 1 보호필름을 구성하는 상기 기재필름의 한쪽 표면층(편광자로부터 가장 떨어진 위치의 층; 편광자와 반대면)의 위에 광학 기능층을 부여함으로써 보호필름을 완성시켜도 좋다. 광학 기능층의 예로는, 하드코팅층, 반사 방지층, 방오층(防汚層), 가스배리어층, 투명 대전 방지층, 프라이머층, 전자파 차폐층, 하도층을 들 수 있다. 이들은 상기 표면층 위에 한층 또는 2층 이상 설치 할 수 있다.

하드코팅층은, JIS K5600-5-4로 나타내는 연필경도 시험(시험판은 유리판)으로 「1H」이상의 경도를 나타내고, 열이나 광경화성 재료로부터 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 이러한 하드코팅층이 설치된 제 1 보호필름의 연필경도가 4H 이상이 되는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서의 제 1 보호필름으로는, 그 기재필름의 표면층이 아크릴 수지로 구성되어 있기 때문에, 표면의 연필강도를 4H 이상으로 조정할 수 있다. 하드코팅층용 재료로는, 유기계 실리콘계, 멜라민계, 에폭시계, 아크릴계, 우레탄 아크릴레이트계 등의 유기 하드코팅 재료; 및, 이산화규소 등의 무기계 하드코팅 재료; 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 접착력이 양호하고 생산성이 우수하다는 관점에서, 우레탄 아크릴레이트계 및 다작용 아크릴레이트계 하드코팅 재료의 사용이 바람직하다.

이 하드코팅층은, 그 굴절률 n_H가, 그 위에 적층하는 저굴절률층의 굴절률 n_L과의 사이에, n_H≥1.53, 및 n_H1/2-0.2<n_L<n_H1/2+0.2의 관계를 갖는 것이, 반사 방지 기능을 발현시키기 위해서 바람직하다. 이러한 하드코팅층이 적층된 하드코팅 보호필름은 JIS K7105에 준거하여, 헤이즈미터에서의 헤이즈값이 1.0% 이하인 것이 바람직하다.

이 하드코팅층에는, 소망에 따라, 굴절률의 조정, 굴곡 탄성율의 향상, 부피 수축율의 안정화, 내열성, 대전 방지성, 방연성 등의 향상을 꾀할 목적으로, 각종 충전재를 함유시켜도 된다. 또한, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 광 안정제, 대전 방지제, 레벨링제, 소포제 등의 각종 첨가제를 배합할 수도 있다.

하드코팅층의 굴절율이나 대전 방지성을 조정하기 위한 충전재로는, 산화타이타늄, 산화지르코늄, 산화아연, 산화주석, 산화세륨, 5산화안티몬, 주석을 도핑한 산화인듐(ITO), 안티몬을 도핑한 산화주석(ATO), 알루미늄을 도핑한 산화아연(AZO), 불소를 도핑한 산화주석(FTO)을 들 수 있다. 투명성을 유지할 수 있다는 점에서 5산화안티몬, ITO, ATO, FTO를 바람직한 충전재로 들 수 있다. 상기 충전재의 굴절률은 1.6 이상인 것이 바람직하다. 굴절률이 상기 범위에 있는 충전재를 이용함으로써, 하드코팅층이 후술하는 고굴절률층의 기능을 겸할 수 있어, 프로세스가 간략화되기 때문에 바람직하다. 이들 충전재의 일차입자 직경은 보통 1nm 이상 100nm 이하, 바람직하게는 1nm 이상 30nm 이하이다.

제 1 보호필름에 있어서는, 상기 하드코팅층의 위에, 반사 방지층이 더 적층되어 있는 것이 바람직하다. 반사 방지층은, 외광이 이동하는 것을 방지하기 위한 층이다. 이러한 반사 방지층이 적층된 하드코팅 보호필름은, 입사각 5°, 430 내지 700nm에서의 반사율이 2.0% 이하임과 동시에, 550nm에서의 반사율이 1.O% 이하인 것이 바람직하다. 반사 방지층의 두께는, O.O1㎛ 내지 1㎛가 바람직하고, 0.02㎛ 내지 0.5㎛가 보다 바람직하다. 이러한 반사 방지층으로는, 예컨대, 상기 하드코팅층보다도 굴절률이 작은, 바람직하게는 굴절률이 1.30 내지 1.45인 저굴절률층을 적층한 것, 무기화합물로 이루어지는 저굴절률층과 무기화합물로 이루어지는 고굴절률층을 반복 적층한 것 등을 들 수 있다.

상기 저굴절률층을 형성하는 재료는, 기재 또는 하드코팅층보다도 굴절률이 낮은 것이면 특히 제한되지 않지만, 예컨대, 자외선 경화형 아크릴 수지 등의 수지계 재료, 수지 중에 콜로이달실리카 등의 무기미립자를 분산시킨 하이브리드계 재료, 테트라에톡시실레인 등의 금속 알콕사이드를 이용한 졸-겔계 재료 등을 들 수 있다. 상기 예시한 저굴절률 재료의 형성재료는, 중합된 폴리머여도 좋고, 전구체로 되는 모노머 또는 올리고머여도 좋다. 또한, 각각의 재료는 표면에 방오염성을 부여하기 위해서 불소기를 함유하는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 불소기를 함유하는 졸-겔계 재료로는, 플루오로알킬알콕시실레인을 예시할 수 있다. 플루오로알킬알콕시실레인으로는, 예컨대, 일반식 (4): CF₃(CF₂)nCH₂CH₂Si(OR)₃(상기 식에서, R은 탄소수 1 내지 5개의 알킬기를 나타내고, n은 0 내지 12의 정수를 나타냄)로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 구체적으로는, 예컨대, 트라이플루오로프로필트라이메톡시실레인, 트라이플루오로프로필트라이에톡시실레인, 트라이데카플루오로옥틸트라이메톡시실레인, 트라이데카플루오로옥틸트라이에톡시실레인, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실레인, 헵타데카플루오로데실트라이에톡시실레인 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 상기 n이 2 내지 6인 화합물이 바람직하다.

상기 저굴절률층은, 열경화성 불소함유 화합물 또는 전리 방사선 경화형 불소 화합물의 경화물로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 경화물의 동마찰계수는, 바람직하게는 0.03 내지 0.15, 물에 대한 접촉각은 바람직하게는 90 내지 120도이다. 경화성 불소함유 고분자 화합물로는 플루오로알킬기 함유 실레인 화합물(예컨 대(헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라데실)트라이에톡시실레인) 등 외에, 가교성 작용기를 갖는 불소함유 공중합체를 들 수 있다.

이 불소함유 중합체는 불소함유 모노머와 가교성 작용기를 갖는 모노머를 공중합함으로써, 또는 불소함유 모노머와 작용기를 갖는 모노머를 공중합한 다음 중합체 중의 작용기에 가교성 작용기를 갖는 화합물을 부가시킴으로써 얻을 수 있다.

상기 불소함유 모노머 단위의 구체예로는, 예컨대, 플루오로올레핀류(예컨데, 플루오로에틸렌, 바이닐리덴플루오라이드, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로-2,2-다이메틸-1,3-다이옥솔 등), (메트)아크릴산의 부분 또는 완전 불소화 알킬에스터 유도체류(예컨대, 비스코팅 6FM(오오사까유기화학 제품)나 M-2020(다이킨 제품) 등), 완전 또는 부분 불소화 바이닐에터류 등이다. 가교성 작용기를 갖는 모노머 또는 가교성 작용기를 갖는 화합물로는 글라이시딜메타크릴레이트와 같이 분자내에 미리 가교성 작용기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머 이외에, 카복실기나 하이드록실기, 아미노기, 설폰산기 등을 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머(예컨대 (메트)아크릴산, 메틸올(메트)아크릴레이트, 하이드록시알킬(메트)아크릴레이트, 알릴아크릴레이트 등)을 들 수 있다.

상기 저굴절률층의 형성에 이용하는 조성물에는, 내상성을 부여하기 위하여 실리카, 알루미나, 타이타니아, 지르코니아, 불화마그네슘 등의 미립자를 알코올 용매에 분산한 졸 등을 첨가해도 좋다. 반사 방지성의 관점에서는 미립자의 굴절률이 낮을수록 바람직하다. 미립자는 공극을 갖는 물질이어도 되고, 실리카계 중공 미립자를 이용하는 것이 바람직하다.

중공 미립자의 평균입경은 특별히 제한되지 않지만, 5 내지 2,000nm의 범위가 바람직하고, 20 내지 100nm이 보다 바람직하다. 여기서, 평균입경은, 투과형 전자현미경 관찰에 의한 수평균 입자직경이다.

저굴절률층을 구성하는 조성물 중에 차지하는 불소함유 수지의 비율을 높이면, 저굴절률층의 내상성이 악화한다. 그래서, 불소함유 수지의 비율과 미립자의 첨가량을 최적화함으로써 내상성과 저굴절률 밸런스의 가장 좋은 점을 발견할 수 있다. 실리카 미립자의 첨가방법으로는, 시판하는 유기용제에 분산된 실리카 졸을 그대로 도포 조성물에 첨가할 수도, 시판하는 각종 실리카 분체를 유기용제에 분산하여 사용할 수도 있다.

저굴절률층의 형성법은, 특별히 제한되지 않지만, 습식 도공법이 진공 증착법 등에 비하여 간이한 방법으로 바람직하다.

도공에 의한 저굴절률층의 형성방법은, 딥 코팅법, 에어 나이프 코팅법, 커튼 코팅법, 롤러 코팅법, 와이어 바 코팅법, 그라비어 코팅법을 들 수 있다.

저굴절률층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 0.05 내지 0.3㎛ 정도, 특히 0.1 내지 0.3㎛로 하는 것이 바람직하다.

제 1 보호필름으로는, 상기 저굴절률층의 방오성을 높이기 위해서, 상기 저굴절률층의 위(관찰측)에 방오층을 더 설치해도 좋다. 방오층은, 보호필름의 표면에 발수성(撥水性), 발유성, 내한성(耐汗性), 방오성 등을 부여할 수 있는 층이다. 방오층을 형성하기 위해 이용하는 재료로는, 불소함유 유기 화합물이 적합하다. 불소함유 유기 화합물로는, 플루오로카본, 퍼플루오로실레인, 또는 이들의 고분자 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 방오층의 형성방법은, 형성하는 재료에 따라, 증착, 스퍼터링 등의 물리적 기상 성장법, CVD 등의 화학적 기상 성장법, 습식 코팅법 등을 이용할 수 있다. 방오층의 평균두께는 바람직하게는 1 내지 50nm, 보다 바람직하게는 3 내지 35nm 이다.

한편, 상기 광학 기능층을 상기 기재필름 위에 형성하는데 있어서는, 기재필름의 표면에 친수화 처리를 실시할 수 있다. 친수화 처리 수단은, 특별히 제한되지 않지만, 예컨대, 코로나 방전 처리, 스퍼터 처리, 저압 UV 조사, 플라즈마 처리 등의 표면처리법을 적절히 채용할 수 있다. 또한, 제 1 보호필름은, 상기 친수화 처리에 더하여, 광학 기능층과의 밀착성 강화, 방현성(防眩性) 부여를 목적으로 하여, 그 표면에, 에칭, 샌드블라스트, 엠보싱롤 등에 의한 기계적 처리를 실시하여 요철부를 형성해도 좋다. 한편, 이 요철부는 상술한 선상 오목부 및 선상 볼록부와는 달리, 의도적으로 형성된 대략 규칙적인 요철 형상이다. 또한, 셀룰로오스계 재료, 폴리에스터계 재료의 박층 도포 처리 등의 밀착성을 향상시키는 처리를 실시할 수 있다.

또한, 제 1 보호필름을 구성하는 열가소성 수지층의 총 적층수는, 7층 이하인 것이 바람직하고, 5층 이하인 것이 보다 바람직하다. 이러한 적층수보다 많은 경우에는, 각 층의 면상이나 두께의 제어가 곤란하게 될 우려가 있다.

또한, 이 제 1 보호필름의 투습도는, 10g/m²·24h 이상 200g/m²·24h 이하인 것이 바람직하다.

투습도가 10g/m²·24h 미만이면, 보호필름과 편광자를 접합하는 공정에서, 편광자에 포함되는 수분의 제거가 불충분하게 되어, ·고온·고습 환경하에서의 편광자와 보호필름과의 밀착성이 저하될 우려가 있다. 반대로 투습도가 200g/m²·24h를 초과하면, 온도 변화에 의한 흡습, 배습(排濕)의 정도가 커져, 필름의 치수 정밀도가 저하되어, 편광판의 광학특성을 열화시키게 된다. 이러한 바람직한 투습도의 범위는, 수지의 종류와 막 두께를 선택함으로써 실현할 수 있다.

이 투습도는, 40℃, 92%R.H.의 환경하에서 24시간 방치하는 시험조건으로, JIS Z 0208에 기재된 컵법에 의해 측정할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 편광판을 구성하는 제 2 보호필름에 대하여 설명한다. 제 2 보호필름은, (i) 그 광탄성계수가 20×10^-13 cm²/dyn 이하이거나, (ii) 2축성을 갖거나, 또는 (iii) 파장 550nm에서 측정한 리타데이션값 Re(550)과 파장 450nm에서 측정한 리타데이션값 Re(450)의 비 Re(450)/Re(550)이 1.007 이하이다.

제 2 보호필름은, 상기 제 1 보호필름과 동일해도 되고, 달라도 된다. 본 발명의 편광판에 있어서는, 제 2 보호필름이 상기 요건 (i) 내지 (iii) 중 1 이상, 바람직하게는 2 이상을 구비한다. 구체적으로는 예컨대, 상기 요건 (i) 및 (ii)를 갖는 필름, 상기 요건 (i) 및 (iii)을 갖는 필름, 상기 요건 (ii) 및 (iii)을 갖는 필름, 또는 상기 요건 (i) 내지 (iii)을 갖는 필름으로 할 수 있다. 또한, 상기 제 1 보호필름도, 마찬가지로 상기 요건 (i) 내지 (iii) 중 1 이상을 갖추고 있으면 더 바람직하다.

상기 요건 (i)에 관하여, 상기 광탄성계수의 보다 바람직한 범위는, 10×10^-13cm²/dyn, 더 바람직하게는 5×10^-13cm²/dyn 이하이다. 광탄성계수가 상기 수치보다 커지면, 보호필름이 부착된 편광자의 수축응력에 의해, 보호필름에 위상차가 발현되기 쉬워져서, 편광판의 광학성능을 저하시킬 우려가 있다.

상기 복수층의 적층필름(기재필름)으로 이루어지는 제 1 보호필름에 상기 광탄성계수를 설정하기 위해서는 양의 광탄성계수를 갖는 수지로 이루어지는 층과 음의 광탄성계수를 갖는 수지로 이루어지는 층을 적층하는 방법을 들 수 있고, 또한 면내 방향의 리타데이션값을 설정하기 위해서는, 상기 제 1 보호필름을 구성하는 각 층의 지상축를 면내 방향의 리타데이션값이 상쇄되도록 설정하는 방법을 들 수 있다.

상기 제 1 보호필름의 복수층 구성과는 다른 구성으로 제 2 보호필름을 구성하는 것도 가능하다. 그 경우의 구성재료로는, 특별히 제한되지 않고, 종래 공지된 재료를 사용할 수 있지만, 투명성, 기계적 강도, 열안정성 등이 우수한 것이 바람직하다. 투명성은 1mm 두께에서의, 400 내지 700nm의 가시영역의 광선 투과율이 80% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 85% 이상, 더 바람직하게는 90% 이상이다.

구체적인 재료로는, 폴리카보네이트 수지, 폴리에터설폰 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리이미드 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 폴리설폰 수지, 폴리알릴레이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리염화바이닐 수지, 다이아세틸셀룰 로오스, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 지환식 올레핀 폴리머(COP) 등의 열가소성 수지를 들 수 있다. 또한, 아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지도 들 수 있다.

한편, 지환식 올레핀 폴리머는, 일본 특허 공개 평05-310845호 공보에 기재되어 있는 환상 올레핀 랜덤다원 공중합체, 일본 특허 공개 평05-97978호 공보에 기재되어 있는 수소첨가 중합체, 일본 특허 공개 평11-124429호 공보에 기재되어 있는 열가소성 다이사이클로펜타다이엔계 개환 중합체 및 그 수소첨가물 등이다.

상기 열가소성 수지는, 안료나 염료와 같은 착색제, 형광 증백제, 분산제, 열안정제, 광안정제, 자외선 흡수제, 대전방지제, 산화방지제, 윤활제, 용제 등의 배합제가 적절히 배합된 것이어도 된다.

이 그 중에서도, 투명성이 우수하다는 점으로부터, 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 지환식 올레핀 폴리머, 셀룰로오스에스터가 바람직하다.

이 제 2 보호필름의 성형방법은 제한되지 않는다. 상기 예시한 재료를 공지된 성형방법을 이용하여 필름화함으로써 얻을 수 있다.

이 제 2 보호필름으로는, 시야각을 넓히는 등의 목적을 위하여, 복굴절성을 갖는 필름을 이용할 수 있다. 복굴절성을 갖는 필름이란, 색 보상, 시야각 보상 등의 광학보상의 기능을 갖추고, 액정 표시장치의 시인성을 향상시키는 효과를 갖는, 폭 방향 및 긴 방향으로 복굴절성이 제어된 필름을 가리키고, 1축성을 갖는 필름, 2축성을 갖는 필름, 또는 이들의 적층체를 들 수 있으며, 사용하는 액정셀의 모드에 따라 적절히 선택된다. 1축성을 가진다는 것은 필름 면내의 지상축 방향의 굴절률을 n_x, 면내의 지상축과 면내에서 직교하는 방향의 굴절율을 n_y, 두께 방향의 굴절률을 n_z로 했을 때, 어느 하나의 굴절률이 다른 것을 가리키고, 상기 n_x＞n_y=n_z(포지티브 A 플레이트), n_x=n_y＞n_z(네거티브 C 플레이트), n_x＜n_y=n_z(네거티브 A 플레이트), n_x=n_y＜n_z(포지티브 C 플레이트)의 관계에 있는 필름을 들 수 있다. 2축성을 갖는 필름이란, 상기 3방향의 굴절률이 모두 다른 것을 가리키고, n_x＞n_y＞n_z, n_x＜n_y＜n_z 관계에 있는 필름을 들 수 있다. 2축성을 갖는 필름은, 상기 요건 (ii)를 만족하기 때문에, 상기 요건 (i) 및 (iii)을 충족하지 않더라도 본 발명의 편광판에 이용하는 제 2 보호필름으로서 이용할 수 있다.

또한, 상기 복굴절성을 갖는 필름의 면내 방향의 리타데이션 Re 및 두께 방향의 리타데이션 Rth는 사용하는 액정셀의 모드, 및 셀을 사이에 두고 대향하는 또 한쪽의 편광판에서 셀 측의 보호필름이 갖는 Re, Rth에 따라 적절히 조정된다.

한편, 면내 방향의 리타데이션 Re, 두께 방향의 리타데이션 Rth는, 상기 필름의 면내의 주굴절률을 n_x, n_y로 하고, 상기 필름의 두께 방향의 굴절률을 n_z로 하고, 상기 필름의 두께를 d(nm)로 했을 때에, Re=(n_x-n_y)×d, Rth=((n_x+n_y)/2-n_z)×d로 표시되는 값이다.

본 발명의 편광판에 있어서는, 상기 제 2 보호필름의 파장 550nm에서 측정한 리타데이션값 Re(550)과 파장 450nm에서 측정한 리타데이션값 Re(450)의 비 Re(450)/Re(550)이 1.007 이하이면, 상기 요건 (iii)을 만족시키기 때문에, 상기 요건 (i) 및 (ii)를 충족하지 않더라도, 본 발명의 편광판에 이용하는 제 2 보호필름으로서 이용할 수 있다. 이 비 Re(450)/Re(550)이 1.007을 초과하면, 편광판을 반사형·반투과형 액정 표시장치나 터치 패널 등의 양호한 반사방지 특성이 필요한 표시장치에 이용하는 경우, 반사방지 특성이 불충분해질 우려가 있다.

상기 복굴절성을 갖는 필름으로는, 열가소성 수지를 함유하는 필름을 연신한 것, 무연신의 열가소성 수지 필름 상에 광학 이방성층을 형성한 것, 열가소성 수지를 함유하는 필름상에 광학 이방성층을 형성한 후 더 연신한 것 등을 이용할 수 있다. 연신 필름은 단층의 형태여도, 복수 적층된 형태여도 된다.

상기 열가소성 수지로는, 투명성, 기계적 강도, 열안정성 등이 우수한 것이 바람직하다. 투명성은 상기 수지를 1mm 두께의 필름으로 했을때의, 400 내지 700nm의 가시영역의 광선 투과율이 80% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 85% 이상, 더 바람직하게는 90% 이상이다.

상기 열가소성 수지로는, 상기 제 2 보호필름의 재료로 든 열가소성 수지의 예시 중에서 선택할 수 있다. 이 중에서도, 투명성, 저복굴절성이 우수하다는 점 등으로부터 지환식 올레핀 폴리머, 셀룰로오스에스터가 바람직하다.

상기 셀룰로오스에스터로는, ASTM D-817-96에 준하여 구한, 아실기의 치환도가 2.5 내지 2.9인 것을 바람직하게 이용할 수 있다. 아실기로는, 아세틸기, 프로피오닐기, 부틸일기를 들 수 있다. 본 발명에 있어서는 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 같은 치환기가 다른 셀룰로오스에스터를 혼합한 것도 바람직하게 이용할 수 있고, 그 중에서도 아세틸기와 프로피오닐기를, 아세틸기의 치환도를 A로 하 고 프로피오닐기의 치환도를 B로 했을 때에, 다음 수학식 (5) 및 수학식 (6)을 만족하도록) 포함하는 셀룰로오스에스터가 바람직하다.

2.5 < (A+B) < 2.9

1.5 < A < 2.9

상기 열가소성 수지에는, 필요에 따라 리타데이션 상승제를 첨가할 수 있다. 리타데이션 상승제란, 열가소성 수지에 첨가했을 때에 무첨가한 경우에 비하여 리타데이션를 상승시키는 화합물을 일컫는다. 셀룰로오스에스터에 리타데이션 상승제를 첨가하는 경우에는, 셀룰로오스아세테이트 100질량부에 대하여 0.01 내지 20질량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하고, 0.1 내지 10질량부의 범위로 사용하는 것이 보다 바람직하고, 0.2 내지 5질량부의 범위로 사용하는 것이 더 바람직하며, 0.5 내지 2질량부의 범위로 사용하는 것이 가장 바람직하다. 2종류 이상의 리타데이션 상승제를 병용할 수도 있다. 리타데이션 상승제는 250 내지 400nm의 파장영역에서 최대흡수를 갖는 것이 바람직하다. 리타데이션 상승제는, 가시영역에 실질적으로 흡수를 갖고 있지 않은 것이 바람직하다.

또한, 상기 리타데이션 상승제로는, 적어도 두개의 방향족환을 갖는 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. 한편, 본명세서에 있어서, 「방향족환」은, 방향족 탄화수소환에 더하여 방향족성 헤테로환을 포함한다. 방향족 탄화수소환은, 6원환(즉, 벤젠환)인 것이 특히 바람직하다. 방향족성 헤테로환은, 일반적으로 불포 화 헤테로환이다. 방향족성 헤테로환은, 5원환, 6원환 또는 7원환인 것이 바람직하고, 5원환 또는 6원환인 것이 더 바람직하다. 방향족성 헤테로환은, 일반적으로 최다의 2중결합을 가진다. 헤테로 원자로는, 질소 원자, 산소 원자 및 황 원자가 바람직하고, 질소 원자가 특히 바람직하다. 방향족성 헤테로환의 예에는, 퓨란환, 싸이오펜환, 피롤환, 옥사졸환, 아이소옥사졸환, 싸이아졸환, 아이소싸이아졸환, 이미다졸환, 피라졸환, 퓨라잔(furazan)환, 트라이아졸환, 피란환, 피리딘환, 피리다진환, 피리미딘환, 피라진환 및 1,3,5-트라이아진환이 포함된다. 방향족환으로는, 벤젠환, 퓨란환, 싸이오펜환, 피롤환, 옥사졸환, 싸이아졸환, 이미다졸환, 트라이아졸환, 피리딘환, 피리미딘환, 피라진환 및 1,3,5-트라이아진환이 바람직하다.

상기 리타데이션 상승제가 갖는 방향족환의 수는 2 내지 20인 것이 바람직하고, 2 내지 12인 것이 보다 바람직하고, 2 내지 8인 것이 더 바람직하며, 2 내지 6인 것이 가장 바람직하다. 두개의 방향족환의 결합 관계는, (a) 축합환을 형성하는 경우, (b) 단일 결합으로 직결하는 경우 및 (c) 연결기를 통해서 결합하는 경우로 분류할 수 있다(방향족환 때문에, 스파이로 결합은 형성할 수 없다). 결합 관계는, (a) 내지 (c) 중 어느 것이라도 좋다.

상기 열가소성 수지를 포함하는 필름을 연신하는 방법으로는, 텐터를 이용하여 가로 방향으로 1축 연신하는 방법 등의 1축 연신법; 고정하는 클립의 간격을 벌려 세로 방향의 연신과 동시에 가이드레일의 넓이 각도에 의해 가로 방향으로 연신하는 동시 2축 연신법이나, 롤 사이의 주속(周速)의 차이를 이용하여 세로 방향으 로 연신한 후에 그 양 단부를 클립으로 꽉 쥐어 텐터를 이용하여 가로 방향으로 연신하는 축차(逐次) 2축 연신법 등의 2축 연신법; 가로 또는 세로 방향에 좌우 다른 속도의 송부력 또는 인장력 또는 인취력(引取力)을 부가할 수 있도록 한 텐터 연신기나, 가로 또는 세로 방향에 좌우 같은 속도의 송부력 또는 인장력 또는 인취력을 부가할 수 있도록 하여, 이동하는 거리가 같고 연신각도 θ를 고정할 수 있도록 한 또는 이동하는 거리가 다르도록 한 텐터 연신기를 이용하여 경사 연신하는 방법:을 들 수 있다.

연신온도로는, 제 2 보호필름을 형성하는 재료, 특히 수지 중에서 유리전이온도가 가장 낮은 수지의 유리전이온도를 Tg라고 하면, 보통 Tg 내지 Tg+20℃의 범위로 할 수 있다. 또한, 연신배율로는, 보통 1.1 내지 3.0배의 범위에서 원하는 광학특성을 얻기 위해 조정하면 바람직하다.

또한, 상기 광학 이방성층(광학 보상층)의 형성에는, 고분자 화합물이나 액정성 화합물을 이용할 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수도 있고 병용할 수도 있다.

상기 고분자 화합물로는, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리에스터, 폴리에터케톤 등을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 일본 특표평8-511812호(국제공개번호 WO94/24191호), 동 2000-511296호(국제공개번호 WO97/44704) 등에 기재된 화합물을 들 수 있다.

또한, 상기 액정성 화합물로는, 막대상 액정이어도, 디스코틱(discotic) 액정이어도 좋고, 또한 그들이 고분자 액정 또는 저분자 액정, 또한 저분자 액정이 가교되어 액정성을 나타내지 않게 된 것도 포함된다. 막대상 액정의 바람직한 예로는, 일본 특허 공개 제2000-304932호 공보에 기재된 것을 들 수 있다. 디스코틱 액정의 바람직한 예로는, 일본 특허 공개 평8-50206호 공보에 기재된 것을 들 수 있다.

상기 광학 이방성층은, 일반적으로 디스코틱 화합물 및 다른 화합물(예, 가소제, 계면활성제, 폴리머 등)을 용제에 용해한 용액을 열가소성 수지 필름 상에 형성된 배향막상에 도포하고, 건조한 다음, 디스코틱 네마틱(nematic)상 형성온도까지 가열한 후, 배향상태(디스코틱 네마틱상)을 유지하여 냉각함으로써 얻을 수 있다. 또는, 상기 광학 이방성층은 디스코틱 화합물 및 다른 화합물(또한, 예컨대 중합성 모노머, 광중합 개시제)을 용제에 용해한 용액을 배향막상에 도포하고, 건조한 다음, 디스코틱 네마틱상 형성온도까지 가열한 후 UV 광의 조사 등에 의해 중합시키고, 더 냉각함으로써 얻을 수 있다. 배향상태는 사용하는 액정의 모드에 맞춰 적절히 조정할 수 있다. 예컨대, 액정셀이 수평 배향 모드(IPS)인 경우에는, 기재상에 실질적으로 수직 배향하고 있는 상태가 바람직하고, 액정셀이 벤드(bend)배향 모드(OCB), 비틀림 배향 모드(TN)인 경우에는, 막 두께 방향에서 광축이 하이브리드 배향하고 있는 상태가 바람직하다.

상기 광학 이방성층의 두께는, 0.1 내지 10㎛인 것이 바람직하고, 0.5 내지 5㎛인 것이 더 바람직하며, 0.7 내지 5㎛인 것이 가장 바람직하다. 단, 액정셀의 모드에 따라서는, 높은 광학적 이방성을 얻기 위해서, 두껍게(3 내지 10㎛) 하는 경우도 있다. 광학 이방성층을 포함하는 제 2 보호필름의 제조방법은, 특별히 한 정되지 않고, 예컨대, 상기 고분자화 합물 및/또는 액정성 화합물을 열가소성 수지를 포함하는 필름 등에 도공하여 도공막을 제조하고, 그 도공막을 더 연신이나 수축시킴으로써 제조할 수 있다.

본 발명의 편광판에 있어서 광학보상 기능을 부여하는 방법으로는, 셀 측의 보호필름에 별도 상기 복굴절성을 갖는 필름을 적층할 수도 있다. 이 경우에는, 셀 측의 보호필름은 광학적으로 등방인 것이 바람직하고, 전술한 것처럼 리타데이션 Re, Rth는 모두 그 절대값이 3nm 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 표시장치의 일태양은, 광원과, 입사측 편광판과, 액정셀과, 출사측 편광판을 이 순서로 갖는 액정 표시장치로서, 입사측 편광판 및/또는 출사측 편광판이 상기 편광판이다. 이 때, 상기 편광판이 출사측 편광판으로 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 표시 품위가 우수한 액정 표시장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 바람직한 액정 표시장치는, 상기 편광판이 액정패널의 관찰측에 구비되어 있는 것이다. 액정 표시장치에는, 보통 2장의 편광판이 액정패널을 사이에 두도록 하여 구비되어 있다. 액정패널의 관찰측은 관찰자가 표시화상을 시인할 수 있는 측이다. 본 발명의 편광판, 특히 상기 편광판용 보호필름을 관찰측에 적층한 편광판은, 우수한 시인성을 갖기 때문에 액정패널의 관찰측에 배치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 표시장치는, 상기 본 발명의 편광판을 적어도 1장, 및 액정패널을 적어도 구비하는 것이다. 액정패널은, 액정 표시장치에 사용되고 있는 것 이면 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, TN(Twisted Nematic)형 액정패널, STN(Super Twisted Nematic)형 액정패널, HAN(Hybrid Alignment Nematic)형 액정패널, IPS(In Plane Switching)형 액정패널, VA(Vertical Alignment)형 액정패널, MVA(Multiple Vertical Alignment형 액정패널, OCB(Optical Compensated Bend)형 액정패널 등을 들 수 있다.

본 발명의 액정 표시장치의 바람직한 구체예를 도 1에 나타낸다. 도 1에 나타내는 장치는 광원(10)과, 입사측 편광판(11)과, 액정셀(12)과, 출사측 편광판(13)을 이 순서로 갖는 액정 표시장치이다. 이 예에 있어서, 입사측 편광판(11) 및 출사측 편광판(13)은 모두, 편광자(2), 제 1 보호필름(3) 및 제 2 보호필름(본 명세서에 있어서 광학 보상필름이라고도 함)(4)로부터 구성되는 편광판을 가진다. 출사측 편광판(13)은 편광판의 출사면 측에 광학 기능층(5)을 더 가진다.

본 발명의 액정 표시장치의 별도의 태양으로서, 반사판과, 액정셀과, 출사측 편광판을 이 순서로 구비하는 반사형 액정 표시장치로서, 상기 출사측 편광판이 본 발명의 편광판인 것을 들 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 본 발명의 편광판에서의 상기 제 2 보호필름이 상기 요건 (iii)을 만족시키고 또한 광학 보상필름이 1/4 파장판인 것은 원편광판으로서 기능한다. 특히, 이 원편광판의 1/4 파장판이 이 편광판의 편광자보다도 상기 액정셀 측에 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정 표시장치의 또다른 태양으로서, 입사측 편광판과, 반투과형의 액정셀과, 출사측 편광판을 이 순서로 구비하는 반투과형 액정 표시장치로서, 상기 입사측 편광판 및 출사측 편광판 중 적어도 하나의 편광판이 본 발명의 편광 판인 것을 들 수 있다. 이 경우에 있어서도, 상기 본 발명의 편광판에서의 상기 제 2 보호필름이 상기 요건 (iii)을 만족시키고 또한 광학 보상필름이 1/4 파장판인 것은 원편광판으로서 기능한다. 특히, 이 원편광판의 1/4 파장판이 이 편광판의 편광자보다도 상기 액정셀 측에 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 터치 패널은, 표시장치의 표면에 설치되는 터치 패널로서, 상기 표면 측에 설치되는 제 1 투명기판과, 이 제 1 투명기판에 간격을 벌리고 대향 배치되는 제 2 투명기판을 구비한다. 그리고, 상기 제 1 투명기판은, 그 상기 표면 측에 상기 본 발명의 편광판을 구비한다. 여기서, 상기 편광판에 있어서 상기 제 2 보호필름은 상기 요건 (iii)을 만족시키고 또한 광학 보상필름이 1/4 파장판인 것은 원편광판으로서 기능한다. 특히, 이 원편광판의 1/4 파장판이 이 편광판의 편광자보다도 상기 제 2 기판측에 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 터치 패널의 바람직한 구체예를 도 2에 나타낸다. 도 2에 나타내는 터치 패널(28)은, 제 1 투명기판으로서의 상부전극(23)과, 제 2 투명기판으로서의 하부전극(26)을 구비한다. 상부전극(23) 및 하부전극(26)은 도트 스페이서(27)를 사이에 세움으로써 간격을 벌리고 대향 배치된다. 여기서, 상부전극(23)은 그 표면 측(도 2에 있어서의 상측)에, 편광자(2), 제 1 보호필름(3) 및 제 2 보호필름(광학 보상필름)(4)으로 구성되는 편광판, 하드코팅층(21) 및 투명 도전막(22)을 가진다. 한편, 하부전극(26)은 유리판(24) 및 투명 도전막(25)을 가진다. 표면 측에서 사용자가 터치 패널(28)에 닿는 것에 의해, 상부전극(23)이 휘고, 투명 도전막(22 및 25)이 접촉함으로써 사용자가 터치 패널에 닿은 것을 검출할 수 있다.

도 2에 나타내는 터치 패널은, 예컨대, 다음과 같이 하여 얻을 수 있다. 본 발명 편광판의 광학 보상필름(광학이성체)(4)을 갖는 면에 하드코팅층(21)을 형성하고, 이어서 투명 도전막(22)을 성막하여 상부전극(23)을 얻는다. 다음으로, 유리판(24)의 한 면에 투명 도전막(25)을 성막하여 하부전극(26)을 얻는다. 유리판(24)의 투명 도전막(25)을 갖는 면에 도트 스페이서(27)를 형성하여 상부전극(23)과 하부전극(26)의 투명 도전막(22, 25) 끼리가 대향하도록 접착하여 터치 패널(28)을 얻는다.

본 발명의 보호필름은, 상기 본 발명의 편광판에 있어서, 제 1 보호필름으로서 특히 바람직하게 이용할 수 있는 보호필름이다.

본 발명의 보호필름은, 열가소성 수지 1을 포함하는 중간층과, 상기 중간층의 한쪽 면에 적층되는 열가소성 수지 2를 포함하는 표면층 2과, 상기 중간층의 다른쪽 면에 적층되는 열가소성 수지 3을 포함하는 표면층 3을 가진다. 상기 표면층 2 및 상기 표면층 3 중 어느 한쪽 또는 양쪽은 유리전이온도(Tg) 100℃ 이상의 아크릴 수지에 의해 구성된다.

바람직하게는, 상기 표면층 2 및 3 중, 적어도 보호대상(상기 본 발명의 편광판에 있어서는 편광자)에 면하는 측과 반대측에 위치하는 표면층이 유리전이온도(Tg) 100℃ 이상의 아크릴 수지에 의해 구성된다.

본 발명의 보호필름에 있어서, 상기 중간층은 자외선 흡수제를 포함하고, 또한 상기 중간층, 상기 표면층 2 및 상기 표면층 3 중 어느 하나 이상의 층은 탄성체 입자를 포함한다. 바람직하게는, 상기 표면층 2 및 상기 표면층 3의 한쪽 또는 양쪽이 탄성체 미립자를 포함한다.

본 발명의 보호필름을 구성하는 열가소성 수지 1 내지 3으로는, 구체적으로 제 1 보호필름을 구성하는 중간층 및 표면층의 재료로서 든 것을 이용할 수 있다.

이하에서, 본 발명에 따른 편광판 및 액정 표시장치의 실시예 및 비교예를 설명한다. 한편, 이하에 나타내는 실시예는 본 발명을 적합하게 설명하는 예시에 불과하며, 전혀 본 발명을 한정하는 것이 아니다.

이하의 예시에서, 편광판은, 편광자(P)와, 편광자(P)의 출사측에 부착되는 출사측 보호 필름(제 1 보호필름(A)), 편광자(P)의 입사측에 부착되는 입사측 보호필름(제 2 보호필름(B)), 출사측 보호 필름(제 1 보호필름(A))의 시인측 표면에 적층되는 하드코팅층(H), 하드코팅층(H)의 외표면에 적층되는 저굴절률(반사방지)층(L)으로 구성했다. 상기 편광자(P), 상기 하드코팅층(H) 및 저굴절률층(L)은, 실시예 및 비교예 전체의 예에 있어서 후술하는 동일 조성의 것을 동일 두께로 사용했다.

후에 자세히 설명하지만, 실시예 1-1에서는, 제 1 보호필름으로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층-저경도 폴리메틸메타크릴레이트(R-PMMA) 수지층-폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층의 3층으로 이루어지는 적층필름(A1)을 이용했다. 또한, 제 2 보호필름으로서 후술하는 제 2 보호필름(B1)을 이용했다.

마찬가지로, 실시예 1-2에서는, 제 1 보호필름으로서 상기 적층필름(A1)을 이용하고, 제 2 보호필름으로서 후술하는 제 2 보호필름(B2)을 이용했다. 실시예1-3에서는, 제 1 보호필름으로서 상기 적층필름(A1)을 이용하고, 제 2 보호필름에도 상기 적층필름(A1)을 이용했다. 실시예 1-4에서는, 제 1 보호필름으로서 상기적층필름(A1)을 이용하고, 제 2 보호필름으로서 후술하는 제 2 보호필름(B3)을 이용했다.

또한, 실시예 1-5에서는, 제 1 보호필름으로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층-셀룰로오스아세테이트부틸레이트(CAB) 수지층-폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층의 3층으로 이루어지는 적층필름(A3)을 이용하고, 제 2 보호필름으로서 적층필름(A1)을 이용했다.

또한, 실시예 1-6에서는, 제 1 보호필름으로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층-지환식 올레핀 폴리머(COP)층-폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층의 3층으로 이루어지는 적층필름(A2)을 이용하고, 제 2 보호필름으로서 적층필름(A1)을 이용했다.

또한, 실시예 1-7에서는, 제 1 보호필름으로서 폴리메틸메타크릴레이트(R-PMMA2) 수지층-폴리메틸메타크릴레이트(PMMA2)층-폴리메틸메타크릴레이트(R-PMMA2) 수지층의 3층으로 이루어지는 적층필름(A6)을 이용하고, 제 2 보호필름으로서 후술하는 상기 적층필름(A1)을 이용했다.

또한, 비교예 1-1에서는, 제 1 보호필름으로서 상기 적층필름(A1)을 이용하고, 제 2 보호필름으로서 후술하는 제 2 보호필름(B4)을 이용했다. 비교예 1-2에서는, 제 1 보호필름으로서 단층의 PMMA 수지 필름(A4)을 이용하고, 제 2 보호필름 으로서 후술하는 제 2 보호필름(B1)을 이용했다. 비교예 1-3에서는, 제 1 보호필름으로서 단층의 TAC 수지 필름(A5)을 이용하고, 제 2 보호필름으로서 후술하는 제 2 보호필름(B1)을 이용했다.

다음으로, 본 발명의 편광판 및 액정 표시장치의 실시예 및 비교예를 상세히 설명하기에 앞서, 상기 편광자(P), 하드코팅층(H) 형성용 재료, 저굴절률층(L) 형성용 재료, CAB, 제 1 보호필름, 및 제 2 보호필름의 각 제조예를 설명한다.

(제조예 1: 편광자의 제작)

파장 380nm에서의 굴절률이 1.545, 파장 780nm에서의 굴절률이 1.521이고, 두께 75㎛인 폴리바이닐알코올 필름을, 2.5배로 1축 연신하고, 요오드 0.2g/L 및 요오드화칼륨 60g/L을 포함하는 30℃의 수용액 중에 240초간 침지한 후, 이어서 붕산 70g/L 및 요오드화칼륨 30g/L을 포함하는 수용액에 침지하는 동시에 6.0배로 1축 연신하여 5분간 유지했다. 최후에, 실온에서 24시간 건조하여, 평균두께 30㎛이고, 편광도 99.95%인 편광자(P)를 수득했다.

(제조예 2: 하드코팅층(H) 형성용 재료의 조제)

6작용 우레탄아크릴레이트 올리고머 30부, 뷰틸아크릴레이트 40부, 아이소보로닐메타크릴레이트 30부, 및 2,2-다이페닐에탄-1-온 10부를 균질화기로 혼합하고, 5산화안티몬 미립자(평균 입자직경 20nm, 하이드록실기가 파일로클로어 구조의 표면에 나타나고 있는 안티몬 원자에 한개의 비율로 결합하고 있다. )의 40% 메틸아이소뷰틸케톤 용액을 5산화 안티몬 미립자의 중량이 하드코팅층 형성용 조성물 전체 고형분의 50중량%을 차지하는 비율로 혼합하여, 하드코팅층(H) 형성용 재료를 조제했다.

(제조예 3: 저굴절률층(L) 형성용 재료의 조제)

불소함유 모노머인, 불화비닐리덴 70중량부 및 테트라플루오로에틸렌 3O중량부를 메틸아이소뷰틸케톤에 용해하였다. 다음으로, 이 용해물에 중공 실리카아이소프로판올 분산졸(쇼쿠바이화학공업사 제품, 고형분 20중량%, 평균 일차입자 직경 약 35nm, 외각두께 약 8nm)을 불소함유 모노머 고형분에 대하여 중공 실리카 고형분으로 30중량%, 다이펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(신에쓰화학사 제품)을 상기고형분에 대하여 3중량%, 광라디칼 발생제 이르가큐어 184(치바·스페셜리티케미컬즈사 제품)를 상기 고형분에 대하여 5중량% 첨가하여, 저굴절률층(L) 형성용 재료를 조제했다.

(제조예 4: 셀룰로오스아세테이트부틸레이트(CAB)의 제조)

친수성기를 갖는 고분자 화합물인 아세틸아실셀룰로오스로서의 셀룰로오스아세테이트부틸레이트(아세틸기의 치환도: 1.0, 부틸릴기의 치환도: 1.7, 중량평균 분자량: 15.5만; 이스트만케미컬사 제품 CAB-381-20) 91중량%와, 가소제인 다이글리세린테트라카프릴레이트 9중량%를 2축 엑스톨더를 이용하여 190℃에서 혼련하고, 5mm 정도로 컷팅하여 셀룰로오스아세테이트부틸레이트를 얻었다.

(제조예 5: 보호필름(A1)의 제작)

탄성체 입자를 포함하지 않는 폴리메틸메타크릴레이트 수지(유리전이온도 110℃이고, 인장탄성율 3.3GPa. 표 및 이하에서 PMMA라고 표기)를, 눈금 10㎛의 리프(leaf) 디스크 형상의 폴리머 필터를 설치한 더블플라이트형 1축 압출기에 도 입하고, 압출기 출구 온도 260℃에서 용융수지를 다이스립(dieslip)의 표면 조도 Ra가 0.1㎛인 멀티매니폴드 다이의 한쪽에 공급했다.

한편, 수평균 입자직경 0.4㎛의 탄성체 입자를 포함하는 폴리메틸메타크릴레이트 수지(유리전이온도 100℃이고, 인장탄성율 2.8GPa, 표 및 이하에서 R-PMMA라고 표기)와 자외선 흡수제(LA31; 아사히덴카공업주식회사 제품, 상품명)를 상기 자외선 흡수제의 농도가 5중량%가 되도록 혼합하여 혼합물 1을 수득했다. 상기 혼합물 1을 눈금 10㎛의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 설치한 더블플라이트형 1축 압출기에 투입하고, 압출기 출구 온도 260℃에서 용융수지를 다이스립의 표면 조도 Ra가 0.1㎛인 멀티매니폴드 다이의 다른쪽에 공급했다.

그리고, 용융상태의 탄성체 입자를 포함하지 않는 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 탄성체 입자를 포함하는 폴리메틸메타크릴레이트 수지 각각을 멀티매니폴드 다이로부터 260℃에서 토출시키고, 130℃로 온도 조정된 냉각롤에 캐스팅한 다음, 50℃로 온도 조정된 냉각롤에 통과시켜, PMMA 수지층(20㎛)-R-PMMA 수지층(40㎛)-PMMA 수지층(20㎛)의 3층 구성으로 이루어지고, 폭 600mm, 두께 80㎛인 보호필름(A1)을 공압출 성형에 의해 수득했다.

PMMA 수지층의 파장 380nm에서의 굴절률이 1.512, 파장 780nm에서의 굴절률이 1.488였다. 또한, R-PMMA 수지층의 파장 380nm에서의 굴절률이 1.507, 파장 780nm에서의 굴절률이 1.489였다.

수득된 보호필름(A1)의 투습도는 51.0g/m²·24h였다. 또한, 이 보호필 름(A1) 표면의, 선상 오목부 깊이 또는 볼록부 높이는 20nm 이하이며, 또한 폭이 800nm 이상의 범위였다. 또한, 수득된 보호필름(A1)의 Re는 0.4nm, Rth는 -2.6nm였다.

(제조예 6: 제 1 보호필름(A2)의 제작)

상기 셀룰로오스아세테이트부틸레이트(CAB)(인장탄성율 1.5GPa)와, 자외선 흡수제(LA31; 아사히덴카공업주식회사 제품, 상품명)를 상기 자외선 흡수제 농도가 5중량%가 되도록 혼합하여 혼합물 2를 수득했다.

상기 혼합물 2를 눈금 10㎛의 리프 디스크 형상의 폴리머필터를 설치한 제 2 더블플라이트형 1축 압출기에 도입하고, 압출기 출구 온도 260℃에서 용융수지를 멀티매니폴드 다이를 구성하는 다이스립의 표면 조도 Ra가 0.1㎛인 제 2 매니폴드 다이의 한쪽에 공급했다.

한편, 탄성체 입자를 포함하지 않는 폴리메틸메타크릴레이트 수지(인장탄성율 3.3GPa, 표 및 이하에서 PMMA라고 표기)를, 눈금 10㎛의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 설치한 더블플라이트형 1축 압출기에 도입하고, 압출기 출구 온도 260 ℃에서 용융수지를 다이스립의 표면 조도 Ra가 0.1㎛인 멀티매니폴드 다이의 다른쪽에 공급했다.

그리고, 용융상태의 탄성체 입자를 포함하지 않는 폴리메틸메타크릴레이트 수지, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트, 접착제로서 에틸렌-아세트산바이닐 공중합체 각각을 멀티매니폴드 다이로부터 260℃에서 토출시키고, 130℃로 온도 조정된 냉각롤에 캐스팅한 다음, 50℃로 온도 조정된 냉각롤에 통과시켜, PMMA 수지층(20 ㎛)-접착층(4㎛)-CAB 수지층(32㎛)-접착층(4㎛)-PMMA 수지층(20㎛)의 3층 구성으로 이루어지고, 폭 600mm, 두께 80㎛인 제 1 보호필름(A2)을 공압출 성형에 의해 수득했다.

PMMA 수지층의 파장 380nm에서의 굴절률이 1.512, 파장 780nm에서의 굴절률이 1.488였다. 또한, CAB 수지층의 파장 380nm에서의 굴절률이, 파장 780nm에서의 굴절률이었다.

수득된 제 1 보호필름(A2)은, 그 투습도가 84.0/m²·24h였다. 또한, 보호층 2 표면의, 선상 오목부 깊이 또는 볼록부 높이는 20nm 이하이고, 또한 폭이 800nm 이상의 범위였다.

(제조예 7: 제 1 보호필름(A3)의 제작)

100℃에서 3시간 건조시킨 지환식 올레핀 폴리머(COP)(니혼제온주식회사 제품, ZEONOR 1430(상품명), 유리전이온도 140℃)와 자외선 흡수제(LA31; 아사히덴카공업주식회사 제품, 상품명)를, 상기 자외선 흡수제의 농도가 5중량%가 되도록 혼합하여 혼합물 3을 수득했다.

상기 제조예 6에 있어서, 혼합물 2에 대신하여 상기 혼합물 3을 이용한 것을 제외하고는 동일하게 하여, PMMA 수지층(20㎛)-접착층(4㎛)-COP 수지층(32㎛)-접착층(4㎛)-PMMA 수지층(20㎛)의 3층 구성으로 이루어지고, 폭 600mm, 두께 80㎛인 제 1 보호필름(A3)을 공압출 성형에 의해 수득했다.

PMMA 수지층의 파장 380nm에서의 굴절률이 1.512, 파장 780nm에서의 굴절률 이 1.488였다. 또한, COP 수지층의 파장 380nm에서의 굴절률이 1.555, 파장 780nm에서의 굴절률이 1.529였다.

수득된 제 1 보호필름(A3)은, 그 투습도가 1.0g/m²·24h였다. 또한, 이 제 1 보호필름(A3) 표면의, 선상 오목부 깊이 또는 볼록부 높이는 20nm 이하이고, 또한 폭이 800nm 이상의 범위였다.

(제조예 8: 제 2 보호필름(B1)의 작성)

지환식 올레핀계 수지(니혼제온주식회사 제품, ZEONOR 1420R(상품명))의 펠렛을, 공기를 유통시킨 열풍 건조기를 이용하여 70℃에서 2시간 건조하여 수분을 제거한 후, 리프 디스크 형상의 폴리머 필터(여과 정밀도 30㎛)를 설치한 65mmø의 스크류를 갖춘 수지 용융 혼련기를 갖는 T 다이(T 다이의 폭 350mm, 다이스립부 재질이 탄화텅스텐으로 #1000번의 다이아몬드 숫돌로 연마한 것으로, 내면에 평균높이 Ra=0.05㎛의 크로뮴도금을 실시한 것)식 필름 용융 압출성형기를 사용하여 압출 성형기의 온도 260℃, 다이스 온도 260℃에서 압출하고, 압출된 시트상 열가소성 수지를 3개의 냉각 드럼(직경 300mm, 드럼 온도 100℃, 인취 속도 0.35m/s)을 통과시켜 냉각하여, 두께 200㎛, 폭 300mm의 원반필름 1을 얻었다. 필름의 긴 방향에 직선형상으로 뻗은, 선상 오목부 깊이 및 선상 볼록부 높이(다이라인의 깊이 및 높이)는 최대로 30nm, 그 폭이 최소로 1300nm였다.

이 원반필름 1을 동축 2축 연신기를 사용하여, 오븐 온도(예열 온도, 연신 온도, 열고정 온도) 136℃, 필름 풀어냄 속도 1m/분, 척(chuck)의 이동 정밀도 ± 1% 이내, 세로 연신 배율 1.41배, 가로 연신 배율 1.41배로 동시 2축 연신을 하여 제 2 보호필름(B1)을 수득했다. 그리고, 이 제 2 보호필름(B1)의 양면에, 고주파 발신기(가스가전기사 제품, 고주파전원 AGI-024, 출력 0.8KW)를 이용하여 코로나 방전처리를 하여, 표면장력이 0.055N/m의 제 2 보호필름(B1)을 수득했다. 수득된 제 2 보호필름(B1)은, 파장 550nm에서 측정한 필름 폭방향 중심부에서의 면내 리타데이션 Re가 50nm, 두께 방향의 리타데이션 Rth가 130nm이며, 면내 리타데이션 Re의 격차는 폭방향으로 ±5nm이고, 긴 방향으로 ±2nm였다.

(제조예 9: 제 2 보호필름(B2)의 작성)

두께 80㎛의 트라이아세틸셀룰로오스 필름의 한쪽 면에, 수산화칼륨의 1.5몰/L 아이소프로필알코올 용액을 25㎖/㎡ 도포하고, 25℃에서 5초간 건조하였다. 이어서, 흐르는 물로 10초간 세정하고, 최후에 25℃의 공기를 내뿜어서 필름의 표면을 건조하여, 트라이아세틸셀룰로오스필름의 한쪽 표면만을 비누화 처리한 제 2 보호필름(B2)을 수득했다.

(제조예 10: 제 2 보호필름(B3)의 작성)

수평균 입자직경 0.4㎛의 탄성체 입자를 포함하는 폴리메틸메타크릴레이트 수지(인장탄성율 2.8GPa)을 단층 압출, 성형하여 두께 80㎛의 제 2 보호필름(B3)을 수득하였다.

(제조예 11: 제 2 보호필름(B4)의 작성)

폴리카보네이트 수지(인장탄성율 2GPa)를 단층 압출 성형하여, 두께 80㎛의 제 2 보호필름(B4)을 수득했다.

(제조예 12: 제 1 보호필름(A6)의 작성)

<12-1: 다층구조 아크릴계 고무 입자의 작성>

교반기와 콘덴서를 구비한 반응기 중에, 증류수 6860㎖와 유화제로서 다이옥틸설포숙신산 소다 20g를 투입하여 교반하면서, 질소 분위기하 75℃로 승온시키고, 산소의 영향이 없는 상태하에서 유화제 함유 증류수를 수득했다.

이 유화제 함유 증류수에, 메틸메타크릴레이트 220g, n-뷰틸아크릴레이트 33 g, 알릴메타크릴레이트(이하 「ALMA」라고 한다.) 0.8g 및 다이아이소프로필벤젠하이드로퍼옥사이드(이하 「PBP」라고 한다.) 0.2g으로 이루어지는 혼합액을 가하여, 80℃에서 15분간 유지하여, 제 1층째를 중합하였다.

다음으로, n-뷰틸아크릴레이트 1270g, 스타이렌 320g, 다이에틸렌글라이콜아크릴레이트 20g, ALMA 13.0g 및 PBP 1.6g으로 이루어지는 혼합액을, 제 1층째의 중합을 끝낸 반응액 중에 1시간에 걸쳐 연속적으로 적하하고, 적하 종료 후, 40분간에 걸쳐 더 반응을 진행시켜 제 2층째를 중합했다.

다음으로, 제 3층째의 중합으로서, 제 2층째의 반응을 끝낸 반응액 중에, 메틸메타크릴레이트 340g, n-뷰틸아크릴레이트 2.0g, PBP 0.3g 및 n-옥틸머캅탄 1.0으로 이루어지는 혼합액을 첨가하고, 메틸메타크릴레이트 340g, n-뷰틸아크릴레이트 2.0g, PBP 0.3g 및 n-옥틸머캅탄 1.0g으로 이루어지는 혼합액을 더 첨가했다. 그 후, 온도를 95℃로 올려 30분간 유지하여, 다층구조 아크릴계 고무 입자의 라텍스를 수득했다. 라텍스를 소량 채취하여, 흡광도법에 의해 평균입경을 구하였는데, 200nm 였다.

수득된 라텍스를 0.5% 염화알루미늄 수용액 중에 투입하여 중합체를 응집시키고, 온수로 5회 세정한 후, 건조하여 다층 아크릴계 고무 입자를 얻었다.

<12-2: 탄성체 입자를 포함하는 폴리메틸메타크릴레이트 수지의 작성>

폴리메틸메타크릴레이트 수지 「델펫 80NH」(제품명, 아사히화성케미컬사 제품, 메틸메타크릴레이트/메틸아크릴레이트 공중합체) 80중량부와, 상기 <12-1>에서 수득한 다층 아크릴계 고무 입자 20중량부를 혼합한 후, 2축 압출기를 이용하여 260℃에서 용융 혼련하여, 탄성체 입자를 포함하는 메타크릴 수지(이하 「R-PMMA2」라고 한다. )를 수득했다.

수득된 R-PMMA2의 유리전이온도는 102℃이고, 인장탄성율은 2.5GPa였다.

폴리메틸메타크릴레이트 수지 「델펫 980N」(제품명, 아사히화성케미컬사 제품, 메틸메타크릴레이트/스타이렌/무수말레산의 공중합체, 유리전이온도 120℃, 인장탄성율 3.5GPa)과, 자외선 흡수제(제품명 「LA31」, 아사히덴카공업주식회사 제품)를, 상기 자외선 흡수제의 농도가 3중량%가 되도록 혼합한 혼합물(이하 「PMMA2」라고 한다.)을, 눈금 10㎛의 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 설치한 더블플라이트형 1축 압출기에 투입하여, 압출기 출구 온도 260℃에서 용융수지를 다이스립의 표면 조도 Ra가 0.1㎛인 멀티매니폴드 다이의 한쪽에 공급했다.

한편, 위에서 수득한 R-PMMA2를, 눈금 10㎛ 리프 디스크 형상의 폴리머 필터를 설치한 더블플라이트형 1축 압출기에 도입하고, 압출기 출구 온도 260℃에서 용융수지를 다이스립의 표면 조도 Ra가 0.1㎛인 멀티매니폴드 다이의 다른쪽에 공급했다.

그리고, 용융상태의 R-PMMA2 및 PMMA2을 각각 멀티매니폴드 다이로부터 260℃에서 토출시키고, 130℃로 온도 조정된 냉각롤에 캐스팅한 다음, 50℃로 온도 조정된 냉각롤에 통과시켜, R-PMMA2 층(10㎛)/PMMA2 층(60㎛)/R-PMMA 2층(10㎛)의 3층 구성으로 이루어지고, 폭 600mm, 두께 80㎛인 제 1 보호필름(A6)을 공압출 성형에 의해 수득했다.

PMMA2 수지층의 파장 380nm에서의 굴절률이 1.540, 파장 780nm에서의 굴절률이 1.510이었다. 또한, R-PMMA2 수지층의 파장 380nm에서의 굴절률이 1.516, 파장780nm에서의 굴절률이 1.488이었다.

수득된 제 1 보호필름(A6)은, 그 투습도가 51/m²·24h였다. 이 제 1 보호필름(A6) 표면의, 선상 오목부 깊이 또는 볼록부 높이는 20nm 이하이고, 또한 폭이 800nm 이상의 범위였다. 또한, 제 1 보호필름(A6)의 Re는 3nm, Rth는 -6nm, 광탄성계수는 -3.5cm²/dyn였다.

(제조예 13: 2축성 광학 보상필름(B5)의 작성)

(도핑의 조정)

하기 재료를 소정량 혼합하고, 그 혼합물을 밀폐용기에 넣어, 혼합물을 천천히 교반하면서 서서히 승온시켜, 60분에 걸쳐 45℃까지 올려 용해시켰다. 용기 내를 1.2기압으로 조정했다. 이 용액을 아사카황로지사 제품의 아사카황로지 No.244를 사용하여 여과한 후, 하룻밤 그대로 방치하여 도핑을 수득했다.

셀룰로오스에스터(아세틸기 치환도 2.88) 30중량부

셀룰로오스에스터(아세틸기 치환도 2.52) 70중량부

트리페닐포스페이트 3질량부

메틸프타릴에틸글라이콜레이트 4질량부

티누빈 109(치바·스페셜리티케미컬즈사 제품) 3질량부

메틸렌클로라이드 455질량부

에탄올 36질량부

하기 화학식으로 나타내는 리타데이션 상승제 5질량부

리타데이션 상승제

(필름의 제작)

상기한 바와 같이 조제한 도핑을 다이로부터 스테인레스 벨트(유연용 지지체라고도 함) 상에 도핑 온도 30℃에서 유연하여 웹(web)을 형성하였다. 스테인레스 벨트의 이면부터 25℃ 온도의 온수를 접촉시켜 온도 제어된 스테인레스 벨트상에서 웹을 1 분간 건조한 후, 스테인레스 벨트의 이면에 15℃의 냉수를 더 접촉시키고 15초간 유지한 후, 웹을 스테인레스 벨트로부터 박리하였다. 박리시의 웹중의 잔 류 용매량은 100질량%였다. 이어서, 텐터를 이용하여, 박리한 웹의 양단을 클립으로 쥐고, 클립 간격을 폭 방향으로 변화시킴으로써, 연신배율 1.15로 필름을 연신했다. 그 때의 필름온도는 140℃가 되도록 조정하여, 막 두께 60㎛의 2축성 광학 보상필름(B5)을 수득했다. 이 2축성 광학 보상필름(B5)은, 파장 550nm에서 측정한 면내 리타데이션 Re가 50nm, 두께 방향의 리타데이션 Rth가 145nm였다.

(제조예 14: 2축성 광학 보상필름(B6)의 작성)

트라이아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(Re=3nm, Rth=45nm)의 비누화 처리가 실시된 면에, 하기 조성의 배향막 도포액을 와이어 바 코터로 2O㎖/㎡ 도포했다. 그 후, 60℃의 온풍으로 60초, 100℃의 온풍으로 120초 더 건조하여 막을 형성했다. 다음으로, 형성된 막에 필름의 지상축 방향과 평행한 방향으로 러빙 처리를 실시하여, 배향막을 수득했다.

(배향막 도포액의 조성)

하기의 화학식으로 표시되는 변성 폴리바이닐알코올: 100질량부

물: 371질량부

메탄올: 19질량부

글루타르알데하이드: 0.5질량부

변성 폴리바이닐알코올

다음으로, 하기의 디스코틱 액정성 화합물 1.8g, 에틸렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리아크릴레이트(V#360, 오오사까유기화학사 제품, 상품명) 0.2g, 광중합 개시제(이르가큐어-907, 치바·스페셜리티케미컬즈사 제품, 상품명) 0.06g, 증감제(카야큐어 DETX, 니혼카야쿠사 제품, 상품명) 0.02g, 공기계면측 수직 배향제(불소함유 화합물, I-48) 0.0036g, 배향막 계면측 수직 배향제(오늄염, II-23) 0.009g을 3.9g의 메틸에틸케톤에 용해하고, 수득된 용액을 상기 배향막 상에 #3의 와이어 바로 도포했다. 이것을 금속 테두리에 부착하여, 125℃의 항온조 중에서 3분간 가열하여, 하기 화학식으로 표시되는 디스코틱 액정 화합물을 배향시켰다.

디스코틱 액정성 화합물

다음으로, 100℃에서 120W/cm 고압 수은등을 이용하여, 30초간 UV 조사하여 디스코틱 액정 화합물을 가교하여 광학 이방성층을 형성했다. 그 후, 실온까지 방냉했다. 이렇게 하여, 2축성 광학 보상필름(B6)을 제작했다. 자동 복굴절률계(KOBRA-21ADH, 왕자계측기기사 제품)를 이용하여, 이 2축성 광학 보상필름(B6)의 Re의 광 입사각도 의존성을 측정하고, 미리 측정한 셀룰로오스아세테이트 필름의 기여분을 뺌으로써, 디스코틱 광학 이방성층만의 광학특성을 산출한 바, Re가 130nm, Rth가 -65nm, 액정의 평균 경사각은 89.9°이며, 디스코틱 액정이 필름면에 대하여 수직으로 배향하고 있는 것을 확인할 수 있었다.

(제조예 15: 2축성 광학 보상필름(B7)의 작성)

두께 O.1㎛의 젤라틴 박막을 도설(塗設)한 1OO㎛의 트라이아세틸셀룰로오스 필름(후지사진필름사 제품, 면내 리타데이션 5nm, 두께 방향의 리타데이션 40nm) 상에, 폴리바이닐알코올 3% 용액을 #16 와이어 바 코터로 도포하고, 80℃의 온풍으로 건조시킨 후 러빙 처리하여 배향막을 수득했다.

액정성 디스코틱 화합물 1.8중량부, 에틸렌글라이콜 변성 트라이메틸올프로페인아크릴레이트 0.2중량부, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 0.04중량부, 광중합개시제(이르가큐어-907, 치바·스페셜리티케미컬즈사 제품, 상품명) 0.06중량부 및 증감제(카야큐어 DETX, 니혼카야쿠사 제품, 상품명) 0.02중량부를 3.43중량부의 메틸에틸케톤에 용해하여, 도포액을 수득했다. 이 도포액을 상기 배향막에 #3 와이어 바를 이용하여 도포하고, 도막을 120℃의 항온조 중에 3분간 담가, 디스코틱 화합물을 배향시켰다. 도막을 120℃의 상태에서, 고온 수은등(120W/cm)으로 자외선을 1분간 조사했다. 실온까지 냉각하여, 두께 1㎛의 디스코틱 화합물을 포함하는 층을 갖는 2축성 광학 보상필름(B7)을 수득했다. 이 2축성 광학 보상필름(B7)의 광축각의 평균 경사각은 21°, 액정층의 두께 방향의 리타데이션은 117nm였다.

(제조예 16: 원반필름 2의 제작)

노보넨계 중합체(상품명: ZEONOR 1420R, 니혼제온사 제품, 유리전이온도: 136℃, 포화 급수율: 0.01중량% 미만)의 펠렛을, 공기를 유통시킨 열풍건조기를 이 용하여 110℃에서 4시간 건조했다. 그리고 리프 디스크 형상의 폴리머 필터(여과 정밀도 30㎛)가 설치되고, 다이립의 선단부가 크로뮴 도금된 평균 표면조도 Ra=0.04㎛의 립폭 650mm의 코트 행어(court hanger) 타입의 T 다이를 갖는 단축 압출기를 이용하여, 상기 펠렛을 260℃에서 용융압출하여 두께 100㎛, 폭 600mm인 원반필름 2를 수득했다. 원반필름 2의 파장 550nm에서의 리타데이션값 Re(550)은 3nm였다.

(제조예 17: 원반필름 3의 제작)

제조예 17에서 이용한 노보넨계 중합체로 이루어지는 층(II 층), 스타이렌-말레산 공중합체(노바·케미컬사 제품, 상품명 「Daylark D332」, 유리전이온도 130℃, 올리고머 성분 함유량 3중량%)로 이루어지는 층(I 층), 및 변성한 에틸렌-아세트산바이닐 공중합체(미쓰비시화학사 제품, 상품명 「모디크AP A543」, 바이컷 연화점 80℃로 이루어지는 접착제층(III층)이, II층(30㎛)-III층(6㎛)-I층(150㎛)-III층(6㎛)-II층(30㎛)의 순서로 적층된 원반필름 3을 공압출 성형에 의해 수득했다.

(제조예 18: 광학 보상필름(B8)의 작성)

제조예 16에서 수득된 원반필름 2를, 연신기를 사용하고, 오븐온도(예열 온도, 연신 온도, 열고정 온도) 140℃, 연신 속도 6m/분, 세로 연신배율 1.5배와 1.3배로 연신처리를 하여, 각각 광학 보상필름 C1 및 C2를 수득했다. 수득된 광학 보상필름 C1 및 C2의 파장 550nm의 리타데이션값 Re(550)은 각각 265nm, 132.5nm였다.

상기의 광학 보상필름 C1의 한 면에, 상기 광학 보상필름 C2를 아크릴계 접착제(스미토모스리엠사 제품, DP-8005 클리어)를 통해서, 각각의 지상축의 교차각이 59°가 되도록 접합하여 광학 보상필름(B8)을 수득했다. 이 광학 보상필름(B8)의 Re(550)와 파장 450nm의 리타데이션값 Re(450)의 비 Re(450)/Re(550)는 1.005였다.

(제조예 19: 광학 보상필름(B9)의 작성)

광학 보상필름 C1의 한 면에, 다른 광학 보상필름(일본석유사 제품 상품명 NH 필름)을 아크릴계 접착제(스미토모스리엠사 제품, DP-8005 클리어)를 통해서, 각각의 지상축의 교차각이 59°가 되도록 접합하여 광학 보상필름(B9)을 수득했다. 이 광학 보상필름(B9)의 Re(550)와 파장 450nm의 리타데이션값 Re(450)의 비 Re(450)/Re(550)는 0.86였다.

(제조예 20: 광학 보상필름(B11)의 작성)

원반필름 3을 텐터 연신기를 이용하여 연신 온도 138℃, 연신 배율 1.5배, 연신 속도 115%/min으로 폭 방향에 대하여 -13° 방향으로 기울인 경사 연신을 하고, 이것을 3000m에 걸쳐 롤 형상으로 권취하여 광학 보상필름 C5를 수득했다. 수득된 광학 보상필름 C5의 파장 550nm에서의 리타데이션 Re(550)를 측정한 바 137.2nm였다. 상기의 광학 보상필름 C5의 한 면에, 제조예 18에서 수득된 광학 보상필름 C1을 아크릴계 접착제(스미토모스리엠사 제품, DP-8005 클리어)를 통해서, 각각의 지상축의 교차각이 59°가 되도록 접합하여 광학 보상필름(B11)을 수득했다. 이 광학 보상필름(B11)의 Re(450)/Re(550)는 0.81였다.

(제조예 21: 광학 보상필름(B12)의 작성)

원반필름 2를 연신기를 사용하여 오븐 온도(예열 온도, 연신 온도, 열고정 온도) 170℃에서 필름 풀어냄 속도 6m/분, 세로 연신배율 1.75배와 1.45배로 연신 처리를 하여, 각각 광학 보상필름 C7 및 C8을 수득했다. 수득된 광학 보상필름 C7 및 C8의 파장 550nm의 리타데이션값 Re(550)은 각각 265nm, 132.5nm였다. 상기의 광학 보상필름 C7의 한 면에, 상기의 광학 보상필름 C8을 아크릴계 접착제(스미토모스리엠사 제품, DP-8005 클리어)를 통해서, 각각의 지상축의 교차각이 59°가 되 도록 접합하여 광학 보상필름(B12)을 수득했다. 이 광학 보상필름(B12)의 Re(450)/Re(550)는 1.010였다.

(실시예 1-1)

(하드코팅층 및 반사 방지층의 형성)

상기 제 1 보호필름(A1)의 양면에, 고주파 발신기(출력 0.8KW)를 이용하여 코로나방전 처리를 하여, 그 표면장력을 0.055N/m로 조정했다. 다음으로, 이 제 1 보호필름(A1)의 한 면에, 온도 25℃, 습도 60%RH의 환경하에서, 다이 코터를 이용하여 상기 하드코팅층(H) 형성재료를 도공하고, 80℃의 건조로 안에서 5분간 건조시켜 피막을 수득했다. 또한, 이 피막에 자외선을 조사(적산 조사량 3OOmJ/cm²)하고 두께 6㎛의 하드코팅층(H)을 형성하여, 하드코팅층 부착 제 1 보호필름(A1-H)을 수득했다. 하드코팅층(H)의 굴절률은 1.62이며, 하드코팅층(H) 측의 연필경도가 4H를 초과하는 것이었다.

다음으로, 상기 필름(A1-H)의 하드코팅층(H) 측에, 온도 25℃, 습도 60%RH의 환경하에서 와이어 바 코터를 이용하여 상기 저굴절률층(L) 형성용 재료를 도공하고, 1시간 방치하여 건조시켜, 수득된 피막을 120℃에서 10분간, 산소 분위기 하에서 열처리하고, 이어서 출력 160W/cm, 조사거리 60mm의 조건으로 자외선을 조사하여 두께 10Onm의 저굴절률(반사 방지)층(L)(굴절률 1.37)을 형성하여, 하드코팅층 및 저굴절률층 부착 제 1 보호필름(A1-H-L)을 수득했다.

(관찰자측 편광판의 제작)

상기 편광자(P)의 양면에 폴리바이닐알코올계 접착제를 도포하여, 편광자(P)의 한쪽 면에, 상기 제 2 보호필름(B1)의 일면을 제 2 보호필름(B1)의 지상축과 편광자의 흡수축이 수직이 되도록 접합했다. 그리고, 이 편광자(P)의 다른쪽 면에, 상기 필름(A1-H-L)의 반사 방지층(L)이 형성되어 있지 않은 면을 향하게 포개어, 롤투롤법에 의해 접합하여 관찰자측 편광판 FP1을 수득했다.

(백라이트측 편광판의 제작)

다른 편광자(P)의 양면에 폴리바이닐알코올계 접착제를 도포하고, 이 편광자(P)의 일면에, 상기 제 2 보호필름(B1)의 일면을 제 2 보호필름(B1)의 지상축과 편광자(P)의 흡수축이 수직이 되도록 접합했다. 그리고, 이 편광자(P)의 다른 한쪽 면에, 상기 제 1 보호필름(A1)의 일면을 향하게 포개어, 롤투롤법에 의해 접합하여 백라이트측 편광판 BP1을 수득했다.

(액정 표시장치 1의 제작)

두께 2.74㎛, 유전 이방성이 양, 파장 550nm의 복굴절률 Δn=O.09884, 프리 틸트각(pretilt angle) 90°인 버티컬얼라이먼트 모드(VA)의 액정셀의 일면에, 제 1 보호필름(A1)이 출사측이 되도록 관찰자측 편광판 FP1을 접합하고, 액정셀의 다른쪽 면에, 제 1 보호필름(A1)이 입사측이 되도록 백라이트측 편광판 BP1을 접합하여, 액정 표시장치 1을 제작했다.

(실시예 1-2)

제 2 보호필름(B1)에 대신하여 제 2 보호필름(B2)을 이용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP2 및 백라이트측 편광판 BP2를 각각 수득했다. 그리고, 실시예 1-1의 액정 표시장치 1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 BP2를 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP2를 이용하여, 액정 표시장치 2를 수득했다.

(실시예 1-3)

제 2 보호필름(B1)에 대신하여 제 1 보호필름(A1)을 이용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP3 및 백라이트측 편광판 BP3을 각각 수득했다. 그리고, 실시예 1-1의 액정 표시장치 1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 BP3을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP3을 이용하여, 액정 표시장치 3을 수득했다.

(실시예 1-4)

제 2 보호필름(B1)에 대신하여 제 2 보호필름(B3)을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP4 및 백라이트측 편광판 BP4를 각각 수득했다. 그리고, 실시예 1-1의 액정 표시장치 1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 BP4를 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP4를 이용하여, 액정 표시장치 4를 수득했다.

(실시예 1-5)

제 1 보호필름(A1)에 대신하여 제 1 보호필름(A2)을 이용하고, 또한 제 2 보호필름(B1)에 대신하여 실시예 1-1에서 제 1 보호필름으로서 이용한 보호필름(A1)을 이용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP5 및 백라이트측 편광판 BP5를 각각 수득했다. 그리고, 실시예 1-1의 액정 표시장치 1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP5를 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP5을 이용하여, 액정 표시장치 5를 수득했다.

(실시예 1-6)

제 1 보호필름(A1)에 대신하여 제 1 보호필름(A3)을 이용하고, 또한 제 2 보호필름(B1)에 대신하여 실시예 1-1에서 제 1 보호필름으로서 이용한 보호필름(A1)을 이용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP6 및 백라이트측 편광판 BP6을 각각 수득했다. 그리고, 실시예 1-1의 액정 표시장치 1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP6을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP6을 이용하여, 액정 표시장치 6을 수득했다.

(실시예 1-7)

제 1 보호필름(A1)에 대신하여 제 1 보호필름(A6)을 이용한 것을 제외하고 는, 상기 실시예 1-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP10 및 백라이트측 편광판 BP10을 각각 수득했다. 그리고, 실시예 1-1의 액정 표시장치 1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP10을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP10을 이용하여, 액정 표시장치 10을 수득했다.

(비교예 1-1)

제 2 보호필름(B1)에 대신하여 제 2 보호필름(B4)을 이용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP7 및 백라이트측 편광판 BP7을 각각 수득했다. 그리고, 실시예 1-1의 액정 표시장치 1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP7을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP7을 이용하여, 액정 표시장치 7를 수득했다.

(비교예 1-2: 단층(PMMA))

제 1 보호필름(A1)에 대신하여 폴리메틸메타크릴레이트 수지로 이루어지는 두께 80㎛의 단층 압출 성형필름을 제 1 보호필름(A4)으로 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP8 및 백라이트측 편광판 BP8을 각각 수득했다. 그리고, 실시예 1-1의 액정 표시장치 1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 BP8을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP8을 이용하여, 액정 표시장치 8을 수득했다. 한편, 상기 제 1 보호필름(A4)의 투습도는 41g/m²·24h였다.

(비교예 1-3: 단층(TAC))

제 1 보호필름(A1)에 대신하여 트라이아세틸셀룰로오스(TAC)로 이루어지는 두께 80㎛의 단층 캐스팅 성형필름을 제 1 보호필름(A5)으로 이용하고, 하드코팅층의 두께를 15㎛으로 한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP9 및 백라이트측 편광판 BP9를 각각 수득했다. 그리고, 실시예 1-1의 액정 표시장치 1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 BP9를 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP9를 이용하여, 액정 표시장치 9를 수득했다.

(평가)

상기 각 실시예 1-1 내지 1-7, 및 비교예 1-1 내지 1-3에서 수득된 편광판 및 액정 표시장치에 대하여, 이하의 성능평가를 했다. 또한, 그에 앞서, 각 적층의 인장탄성(GPa), 막 두께(㎛), 제 1 보호필름의 막 두께를 측정했다. 이들 측정값, 및 하기 성능평가의 결과는 표 1 내지 표 6에 나타내었다.

(수지층의 인장탄성율)

필름의 인장탄성율은, 열가소성 수지를 단층성형하여, 1cm×25cm의 시험편을 잘라내고, ASTM882에 근거하여, 인장시험기(텐실론UTM-10T-PL, 동양볼드윈사 제품)를 이용하여 인장속도 25mm/min의 조건으로 측정했다. 같은 측정을 5회 하여, 그 산술 평균값을 인장탄성율의 대표값으로 한다.

(각 수지층의 막 두께)

필름막 두께는, 필름을 에폭시 수지에 포매(包埋)한 후, 미크로톰(야마토공 업사 제품, RUB-2100)을 이용하여 슬라이스하고, 주사 전자현미경을 이용하여 단면을 관찰하여 측정한다.

(기재필름 표면의 요철)

상술한 방법에 의해, 선상 오목부 깊이, 선상 볼록부 높이, 및 이들의 폭을 측정했다. 수득된 오목부 깊이 및 볼록부 높이의 최대값, 그 최대값을 나타낸 오목부의 폭 및 볼록부의 폭을, 그 필름의 선상 오목부 깊이, 선상 볼록부 높이 및 그들의 폭으로 하여, 이하의 기준으로 평가했다.

VG(=Very Good): 선상 오목부 깊이, 또는 볼록부의 높이가 20nm 미만이고, 또한 폭이 800nm 이상

G(=Good): 선상 오목부 깊이, 또는 볼록부 높이가 20nm 이상 50 nm 이하이고, 또한 폭이 500nm 이상 800nm 미만

B(=Bad): 선상 오목부 깊이, 또는 볼록부 높이가 50nm을 넘고, 또한 폭이 500nm 미만

(제 1 보호필름의 투습도)

40℃, 92%R.H.의 환경하에서 24시간 방치하는 시험조건으로, JIS Z 0208에 기재된 컵법에 준한 방법으로 측정했다. 투습도의 단위는 g/m²·24h이다.

(제 2 보호필름의 광탄성 계수)

온도 20℃±2℃, 습도 60±5%의 조건하에서, 광탄성 정수 측정장치(유니오프트사 제품 PHEL-20A)를 이용하여 측정했다. 단위는 x10^-13cm²/dyn이다.

(제 2 보호필름의 리타데이션 (Re), (Rth))

필름 중심부의 임의의 1점을 자동 복굴절계(왕자계측기기사 제품, KOBRA21-ADH)를 이용하여, 온도 20℃±2℃, 습도 60±5%의 조건하에서 측정하여, 파장 550nm에서의 값을 측정값으로 한다. 단위는 모두 nm이다.

(열가소성 수지층의 굴절률)

열가소성 수지를 단층으로 성형하고, 프리즘커플러(Metricon사 제품, model2010)를 이용하여, 온도 20℃±2℃, 습도 60±5%의 조건하에서, 파장 633nm, 407nm, 532nm에서의 굴절률의 값으로부터, Caucy의 분산식에 의해, 380nm 내지 780nm의 굴절률을 산출했다.

(하드코팅층의 막 두께와 굴절률)

프리즘커플러(Metricon사 제품, mode12010)를 이용하여, 온도 20℃±2℃, 습도 60±5%의 조건하에서, 막 두께 및 파장 633nm에서의 굴절률을 측정했다.

(저굴절률층의 막 두께와 굴절률)

고속분광 에립소메트리(J.A.Woollam사 제품, M-2000U)를 이용하여, 온도 20℃±2℃, 습도 60±5%의 조건하에서, 입사각도 55도, 60도, 및 65도에서, 파장 400nm 부터 파장 1OOOnm 범위의 분광 스펙트럼을 측정하여, 이 스펙트럼으로부터 막 두께 및 굴절률을 산출했다.

(편광판의 편광도 변화)

편광판을 10인치 사방의 크기로 잘라내고, 유리판의 한 면에, 감압성 접착제를 통해서, 편광판의 제 2 보호필름 면이 유리판 측이 되도록 접합하여, 시험용 편 광판을 제작했다. 이 시험용 편광판을 온도 60℃, 습도 90%의 항온조에 500시간 방치하여, 시험용 편광판의 대각선 교점에 있어서의 고온고습하의 방치 전후에서의 편광도의 변동폭을 측정했다.

G: 편광도의 변동폭이 0.5 이하

B: 편광도의 변동폭이 0.5보다 큼

(액정 표시장치의 프레임 고장)

조립한 액정 표시장치를 온도 60℃, 습도 90%의 항온조에 500시간 방치하여, 흑(黑) 표시에 있어서의 관찰자 편광판의 방치후의 상태를 육안으로써 관찰한다.

G: 편광판 전면에 걸쳐 광 누출은 보이지 않음

B: 편광판 단부에 광 누출이 보임

(색얼룩 평가)

조립한 액정 표시장치를 암실 내에서 흑 표시한 표시화면 전체를 바로 정면에서 관찰하여 이하의 지표로 평가했다.

G: 전체적으로 균일한 흑 표시로 되어 있고, 색얼룩이 없음

B: 화면상에 색얼룩이 보임

(편광판의 연필경도)

JIS K5600-5-4에 따라, 45도 각도로 기울여, 위로부터 500g의 하중을 건 연필로, 편광판용 보호필름의 표면(편광자에 맞댄 면의 반대측 면)을 5mm 정도 긁어, 상처가 난 상태를 확인했다. 경도가 다른 연필로 실행하여, 상처가 나기 시작하는 연필경도를 확정했다.

(편광판의 간섭줄무늬)

암막과 같이 빛을 통과시키지 않는 흑천 위에, 편광판용 보호필름을 놓고, 삼파장 형광등(National: FL20SS·ENW/18)으로 비추어, 편광판 보호필름 표면을 육안관찰하여 이하의 기준으로 평가했다.

G: 간섭줄무늬가 보이지 않음

M(=Moderate): 간섭줄무늬가 엽게 보임

B: 간섭줄무늬가 눈에 띔

(편광판의 가요성)

편광판을 1cm×5cm로 다이커팅하여 시험필름을 수득했다. 수득된 시험필름을 3mmø의 스틸제 막대에 감아붙여, 감겨진 필름이 막대 부분에서 꺾이는지 아닌지를 테스트했다. 합계 10회 테스트를 하여, 꺾이지 않은 회수에 따라 하기 지표로 가요성을 표시했다.

G: 깨진 필름편이 1장 이하

B: 깨진 필름편이 2장 이상

(컬(curl)성의 평가)

제 1 보호필름을 1Ocm×1Ocm의 크기로 잘라내어, 수평반 상에 놓고, 시험편의 컬 상태를 관찰하여 다음 기준으로 컬성을 평가했다.

VG: 전혀 컬이 생기지 않고, 양호

G: 거의 눈에 띄지 않지만, 약간 컬이 생김

B: 분명히 컬이 생겨서, 실용상 문제가 있는 수준

(다이커팅성)

제 1 보호필름을 직경 35mm의 원형칼을 이용하여, 재단기(도코사 제품, TCM-500A)로 다이커팅을 하여 하기의 기준으로 다이커팅성을 평가했다.

G: 단면에 균열이 생기지 않음

B: 단면에 균열이 관찰됨

(내광성)

제작한 편광판을, 선샤인웨더미터(sunshine weather meter)(스가시험기사 제품, S-80)를 이용하여, 선샤인 카본아크등, 상대습도 60%의 조건에서, 200시간 노광한 후 취출하고, 편광판의 색상 변화(ΔYI)를 색차계(스가시험기사 제품)를 이용하여 측정하여, 이하의 지표로 평가했다.

G: ΔYI가 2 미만

B: ΔYI가 2 이상

표 1 내지 표 6에 나타난 것처럼, 연필경도에서는, 본 발명의 편광판은 비교예의 편광판보다 딱딱한 것이 확인되었다. 또한, 편광도 변화, 간섭줄무늬의 억제, 가요성에서는, 본 발명의 편광판은 비교예와 동등 이상의 성능 향상을 나타내고 있다. 또한 프레임 고장에 있어서는 훨씬 우수하다.

이상 설명한 것처럼, 본 발명에 따른 편광판은, 기계적 강도가 높고, 고온·고습하에서도 시인성이 손상되는 일이 없다. 또한, 가요성, 내찰상성이 우수하기 때문에, 외관 불량으로 되는 일이 없다. 본 발명의 편광판은, 특히 대면적의 액정 표시장치, 터치 패널 등의 표시장치에 적합하다. 또한, 본 발명의 액정 표시장치는, 본 발명의 편광판을 갖춤으로써, 그 표시면의 기계적 강도가 높고, 외관성이 좋으며, 고온·고습하에서도 양호한 시인성을 유지할 수 있다.

하기의 실시예 2-2 내지 2-6 및 비교예 2-1 내지 2-3에 있어서는, 본 발명에 있어서의 제 1 보호필름을 단지 「보호필름」이라고, 제 2 보호필름을 「광학 보상필름」 또는「2축성 광학 보상필름」이라고 각각 칭한다.

실시예 2-2에서는, 보호필름으로서 상기 적층필름(A1)을 이용하고, 광학 보상필름으로서 상기 2축성 광학 보상필름(B5)을 이용했다. 실시예 2-3에서는, 보호필름으로서 상기 적층필름(A1)을 이용하고, 2축성 광학 보상필름에는 상기 2축성 광학 보상필름(B6)을 이용했다. 실시예 2-4에서는, 보호필름으로서 상기 적층필름(A1)을 이용하고, 2축성 광학 보상필름으로서 상기 2축성 광학 보상필름(B7)을 이용했다.

또한, 실시예 2-5에서는, 보호필름으로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층-셀룰로오스아세테이트부틸레이트(CAB) 수지층-폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층의 3층으로 이루어지는 적층필름(A2)을 이용하고, 2축성 광학 보상필름으로서 상기 2축성 광학 보상필름(B1)을 이용했다.

또한, 실시예 2-6에서는, 보호필름으로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층-지환식 올레핀 폴리머(COP)층-폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층의 3층으로 이루어지는 적층필름(A3)을 이용하고, 2축성 광학 보상필름으로서 상기 2축성 광학 보상필름(B1)을 이용했다.

또한, 비교예 2-1에서는, 보호필름으로서 폴리카보네이트 필름(PC)-폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층의 2층으로 이루어지는 적층필름(A7)을 이용하고, 2축성 광학 보상필름으로서 상기 2축성 광학 보상필름(B1)을 이용했다. 비교예 2-2에서는, 보호필름으로서 단층의 PMMA 수지 필름(A4)을 이용하고, 2축성 광학 보상필름으로서 상기 2축성 광학 보상필름(B1)을 이용했다. 비교예 2-3에서는, 보호필름으로서 단층의 TAC 수지 필름(A5)을 이용하고, 2축성 광학 보상필름으로서 상기 2축성 광학 보상필름(B1)을 이용했다.

(실시예 2-2)

2축성 광학 보상필름(B1)에 대신하여 2축성 광학 보상필름(B5)을 이용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1와 같이 하여 관찰자측 편광판 FP2-2 및 백라이트측 편광판 BP2-2을 각각 수득했다. 그리고, 실시예 1-1의 액정 표시장치 1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP2-2을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP2-2을 이용하여, 액정 표시장치 2-2를 수득했다.

(실시예 2-3)

2축성 광학 보상필름(B1)에 대신하여 2축성 광학 보상필름(B6)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1와 같이 하여 관찰자측 편광판 FP2-3을 수득했다. 구체적으로는, 편광자(P)의 양면에 폴리바이닐알코올계 접착제를 도포하고, 편광자(P)의 한쪽 면에 트라이아세틸셀룰로오스 필름의 비누화 처리가 실시된 면을, 지상축과 편광자(P)의 흡수축이 수직이 되도록 접합했다. 또한, 편광자(P)의 다른쪽 면에 반사 방지층 부착 보호층의 반사 방지층이 형성되어 있지 않은 면을 향하게 포개어, 롤투롤법에 의해 접합하여 관찰자측 편광판 FP2-3을 수득했다. 또한, 2축성 광학 보상필름(B1)에 대신하여 2축성 광학 보상필름(B6)을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1 및 관찰자측 편광판 FP2-3과 같이 하여, 백라이트측 편광판 BP2-3을 수득했다.

(액정 표시장치의 제작)

두께 2.74㎛, 유전 이방성이 양, 파장 550nm의 복굴절률 Δn=O.09884, 프리 틸트각 0°인 인플레인스위칭 모드(표중 IPS라고 기재)된 액정셀을 이용했다. 이 액정셀의 한쪽 면에, 관찰자측 편광판 BP2-3을, 2축성 광학 보상필름 B6의 지상축이 액정셀의 러빙 방향과 평행하게 되도록, 또한 디스코틱 액정 도포면측이 액정셀 측이 되도록 부착했다. 이어서, 액정셀의 다른쪽 면에, 백라이트측 편광판 BP2-3을 크로스 니콜(crossing Nicol)의 배치로 부착하여, 액정 표시장치 2-3을 수득했다.

(실시예 2-4)

(편광판의 제작)

편광자(P)의 한쪽 면에, 반사 방지층 부착 보호필름의 반사 방지층이 형성되어 있지 않은 면이 접하도록 폴리바이닐알코올계 접착제로 부탁시켰다. 또한, 편광자(P)의 다른쪽 면에, 2축성 광학 보상필름(B7)의 트라이아세틸셀룰로오스 필름 측의 면이 접하고, 또한 편광자(P)의 흡수축과 2축성 광학 보상필름(B7)의 러빙 방향이 45°가 되도록 하여, 폴리바이닐알코올계 접착제로 부착시켰다. 이렇게 하여 관찰자측 편광판 FP2-4를 수득했다. 반사 방지층 부착 보호필름을 대신하여 반사 방지층이 없는 보호필름을 이용한 것을 제외하고는, 관찰자측 편광판 FP2-4와 같이 하여, 백라이트측 편광판 BP2-4을 수득했다.

(액정 표시장치 2-4의 제작)

ITO 전극부 유리기판에 폴리이미드막을 배향막으로서 설치하고, 한쪽 방향으로 러빙 처리를 했다. 이 배향막을 갖는 유리기판 2장을 러빙 방향이 평행이 되도록 마주하게 하고, 셀 갭 10㎛로 접합하고, 메르크사 제품 액정 ZLI1132(Δn=0.1396)을 주입하여, 벤드 배향형 액정셀(표중 OCB라고 표기)을 수득했다. 벤드 배향형 액정셀의 한쪽 면에, 액정층이 셀에 면하도록 하여 관찰자측 편광판 FP2-4를 배치하고, 액정셀의 다른쪽 면에, 액정층이 셀에 면하도록 하여 백라이트측 편광판 BP2-4를 배치했다. 이 때, 배치된 관찰자측 편광판 FP2-4와 백라이트측 편광판 BP2-4와는 서로 크로스 니콜(crossing Nicol)의 관계가 되어, 유리기판의 러빙 방향과 2축성 광학 보상필름 B의 러빙 방향과는 서로 반대방향으로 평행하게 되도록 배치하여, 액정 표시장치 2-4를 수득했다.

(실시예 2-5)

보호필름(A1)에 대신하여 보호필름(A2)을 이용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1와 같이 하여 관찰자측 편광판 FP2-5 및 백라이트측 편광판 BP2-5을 각각 수득했다. 그리고, 실시예 1-1의 액정 표시장치 1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP2-5를 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP2-5를 이용하여, 액정 표시장치 2-5를 수득했다.

(실시예 2-6)

보호필름(A1)에 대신하여 보호필름(A3)을 이용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP2-6 및 백라이트측 편광판 BP2-6을 각각 수득했다. 그리고, 실시예 1-1의 액정 표시장치 1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP2-6을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP2-6을 이용하여, 액정 표시장치 2-6을 수득했다.

(비교예 2-1)

폴리카보네이트 수지(PC) 10㎛의 층과, 폴리메틸메타크릴레이트 수지(PMMA) 60㎛의 층이 적층된 2층 구조의 보호필름(A7)을 수득했다. 보호필름(A7)의 투습도는, 40g·m^-2·day^-1였다. PMMA 수지층의 파장 380nm에서의 굴절률이 1.512, 파장 780nm에서의 굴절률이 1.488였다. 또한, PC 수지층의 파장 380nm에서의 굴절률이 1.608, 파장 780nm에서의 굴절률이 1.556였다. 보호필름(A1)에 대신하여 보호필름(A7)을 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 같이 하여 반사 방지층 부착 보호필름을 수득했다. 이 때, 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 편광자 측이 되도록 했다. 반사 방지층 부착 보호필름을 이용하여 실시예 1-1와 같이 하여 관찰자측 편광판 FP2-7 및 백라이트측 편광판 BP2-7을 수득했다. 그리고, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP2-7을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP2-7을 이용하여, 액정 표시장치 2-7을 수득했다.

(비교예 2-2: 단층(PMMA))

보호필름(A1)에 대신하여 폴리메틸메타크릴레이트 수지로 이루어지는 두께 80㎛의 단층 압출 성형필름을 보호필름(A4)으로 이용한 것을 제외하고는, 실시예 1-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP2-8 및 백라이트측 편광판 BP2-8을 각각 수득했다. 그리고, 실시예 1-1의 액정 표시장치 1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 BP2-8을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP2-8을 이용하여, 액정 표시장치 2-8을 수득했다. 한편, 상기 보호필름(A4)의 투습도는 41g/m²·24h였다.

(비교예 2-3: 단층(TAC))

보호필름(A1)에 대신하여 트라이아세틸셀룰로오스(TAC)로 이루어지는 두께 80㎛의 단층 캐스팅 성형필름을 보호필름(A5)으로 이용하고, 하드코팅층의 두께를 15㎛로 한 것을 제외하고는, 실시예 1-1와 같이 하여 관찰자측 편광판 FP2-9 및 백라이트측 편광판 BP2-9를 각각 수득했다. 그리고, 실시예 1-1의 액정 표시장치 1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP2-9를 이용하고, 백라이트측 편광판 BP1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP2-9를 이용하여, 액정 표시장치 2-9를 수득했다.

이상 설명한 실시예 2-2 내지 2-6및 비교예 2-1 내지 2-3의 구성을 실시예 1-1의 구성과 더불어 하기 표 7 및 표 8에 나타내었다.

(평가)

상기 각 실시예 1-1, 2-2 내지 2-6, 및 비교예 2-1 내지 2-3에서 수득한 편광판에 대하여, 이하의 성능평가를 했다. 또한, 그에 앞서, 각 적층의 인장탄성(GPa), 막 두께(㎛), 보호필름의 막 두께를 측정했다. 이들 측정값, 및 하기 성능평가의 결과는, 표 9 내지 12에 나타내었다.

(수지층의 인장탄성율)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(각 수지층의 막 두께)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(열가소성 수지층의 굴절률)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(하드코팅층의 막 두께와 굴절률)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(저굴절률층의 막 두께와 굴절률)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(기재필름 표면의 요철)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(보호필름의 투습도)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(편광판의 편광도 변화)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(광 누출도)

상기 편광판의 편광도 변화에서 이용한 2장의 시험용 편광판을 광학 보상필름 끼리 마주보도록 하여 크로스 니콜 배치하고, 도 3에서 나타낸 9개소의 광선 투과율을 측정하여, 그들 측정값을 다음 화학식에 대입하여 광 누출도를 산출했다.

광 누출도=((T2+T4+T6+T8)/4)/((T1+T3+T5+T7+T9)/5)

한편, Tx는 측정점(x)에 있어서의 광투과율을 나타내고, (1), (2), (3), (4), (6), (7), (8), 및 (9)는 단부로부터 10mm의 위치를 측정점으로 했다. (5)는 시험용 편광판의 대각선 교점을 측정점으로 했다.

VG: 광 누출도가 1미만

G: 광 누출도가 1이상 2이하

B: 광 누출도가 2보다 큼

(편광판의 연필경도)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(컬성)

편광판을 1Ocm×1Ocm의 크기로 잘라내어, 온도 60℃, 습도 90%의 항온조에 500시간 방치한 후 취출하여 수평반 상에 놓고, 시험편의 컬 상태를 관찰하여 다음 기준으로 컬성을 평가했다.

VG: 전혀 컬이 생기지 않고, 양호

G: 거의 눈에 띄지 않지만, 약간 컬이 생김

B: 분명히 컬이 생겨서, 실용상 문제가 있는 수준

(다이커팅성)

편광판을, 직경 35mm의 원형칼을 이용하여, 재단기(도코사 제품, TCM-500A)로 다이커팅을 하여, 하기의 기준으로 다이커팅성을 평가했다.

G: 단면에 균열이 생기지 않음

B: 단면에 균열이 관찰됨

(내광성)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(편광판의 간섭줄무늬)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(편광판의 가요성)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(액정 표시장치의 색얼룩)

제작한 액정 표시장치를 암실 내에서 명(明) 표시한 표시화면 전체를 바로 정면에서 관찰하여 이하의 지표로 평가했다.

G: 전체적으로 균일한 백(白) 표시로 되어 있고, 색변화가 없음

B: 화면상에 무지개 얼룩이 보임

(액정 표시장치의 콘트라스트)

제작한 액정 표시장치에 대하여, 온도 60℃, 습도 90%로 300시간의 환경 시험에 대한 콘트라스트 변동을 구했다. 콘트라스트값은, 액정 표시장치의 중심부정면에 대하여 5도 기운 각도로부터 휘도를 색채 휘도계(탑콘사 제품, 색채 휘도계 BM-7)를 이용하여, 명 표시의 휘도와 암 표시의 휘도의 비(=명 표시의 휘도/암 표시의 휘도)를 계산했다. 콘트라스트 변동은, 시험 전의 콘트라스트를 CR1로 하고, 마찬가지로 시험 후의 값을 CR2로 하여 다음 식으로 산출한다.

콘트라스트 변동(ΔCR)=(CR1-CR2)/CR1×100(%)

G: 10% 미만

B: 10% 이상

표 7 내지 12에 나타낸 바와 같이, 실시예 1-1 및 2-1 내지 2-6의 편광판에서는, 편광도 변화가 거의 없고, 간섭줄무늬가 없고, 편광도 변화, 광 누출도, 표면경도(연필경도), 컬성, 다이커팅성, 및 가교성에 있어서 우수한 특성을 갖는다는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 6의 액정 표시장치는, 콘트라스트 및 색얼룩이 없고, 시인성이 우수하다는 것을 알 수 있다. 따라서, 높은 광학성능을 갖고, 또한 강도가 우수하다는 것을 알 수 있다.

이에 비하여, 비교예 2-1의 편광판은, 간섭줄무늬가 발생한다는 점, 연필경도가 저하된다는 점에서 뒤떨어져 있다. 비교예 2-2의 편광판은, 다이커팅성 및 가요성이 불충분하다는 점에서 뒤떨어져 있다. 비교예 2-3의 편광판은, 간섭줄무늬가 발생한다는 점, 광 누출도, 컬성, 다이커팅성 및 가요성이 불충분하다는 점에서 뒤떨어져 있다. 또한, 비교예 2-3의 편광판을 이용한 액정 표시장치는, 콘트라스트가 불충분하고, 색얼룩이 생기는 점에서도 불충분했다.

이상 설명한 것처럼, 본 발명의 편광판은 기계적 강도가 높고, 고온·고습하의 사용에 있어서도, 이제까지의 편광판에 비하여, 간섭줄무늬의 발생이 없고, 광 누출이 적고, 적층필름에 박리가 생기는 일이 없고, 컬성, 다이커팅성, 가요성에 있어서 양호한 특성을 가지며, 또한 양호한 광학 보상기능을 가진다. 이와 같이 고온·고습하에서의 내구성이 우수한 편광판은, 터치 패널, 액정 표시장치 등의 플랫 패널 디스플레이, 특히 40인치 이상의 대화면을 갖는 표시장치에 적합하게 이용할 수 있다.

하기의 실시예 3-1 내지 3-6 및 비교예 3-1 내지 3-3에 있어서는, 본 발명에 있어서의 제 1 보호필름을 단지 「보호필름」이라고, 제 2 보호필름을 단지 「광학 보상필름」이라고 각각 칭한다.

실시예 3-1에서는, 보호필름으로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층-저경도 폴리메틸메타크릴레이트(R-PMMA) 수지층-폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층의 3층으로 이루어지는 적층필름(A1)을 이용했다. 또한, 광학 보상필름으로서 상기 광학 보상필름(B8)을 이용했다.

마찬가지로, 실시예 3-2에서는, 보호필름으로서 상기 적층필름(A1)을 이용하고, 광학 보상필름으로서 상기 광학 보상필름(B9)을 이용했다. 실시예 3-3에서는, 보호필름으로서 상기 적층필름(A1)을 이용하고, 광학 보상필름에는 상기 광학 보상필름(B10)을 이용했다. 실시예 3-4에서는, 보호필름으로서 상기 적층필름(A1)을 이용하고, 광학 보상필름으로서 상기 광학 보상필름(B11)을 이용했다.

또한, 실시예 3-5에서는, 보호필름으로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층-셀룰로오스아세테이트부틸레이트(CAB) 수지층-폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층의 3층으로 이루어지는 적층필름(A2)을 이용하고, 광학 보상필름으로서 상기 광학 보상필름(B8)을 이용했다.

또한, 실시예 3-6에서는, 보호필름으로서 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층-지환식 올레핀 폴리머(COP)층-폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층의 3층으로 이루어지는 적층필름(A3)을 이용하고, 광학 보상필름으로서 상기 광학 보상필름(B8)을 이용했다. 실시예 7에서는, 보호필름으로서 상기 적층필름(A1)을 이용하고, 광학 보상필름으로서 상기 광학 보상필름(B10)을 이용했다.

또한, 비교예 3-1에서는, 보호필름으로서 폴리카보네이트필름(PC)-폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지층의 2층으로 이루어지는 적층필름(A7)을 이용하고, 광학 보상필름으로서 상기 광학 보상필름(B12)을 이용했다. 비교예 3-2에서는, 보호필름으로서 단층의 PMMA 수지 필름(A4)을 이용하고, 광학 보상필름으로서 상기 광학 보상필름(B8)을 이용했다. 비교예 3-3에서는, 보호필름으로서 단층의 TAC 수지 필름(A5)을 이용하고, 광학 보상필름으로서 상기 광학 보상필름(B8)을 이용했다.

(실시예 3-1)

(하드코팅층 및 반사 방지층의 형성)

상기 보호필름(A1)의 양면에, 고주파 발신기(출력 0.8KW)를 이용하여 코로나방전 처리를 하여, 그 표면장력을 0.055N/m로 조정했다. 다음으로 이 보호필름(A1)의 한 면에, 온도 25℃, 습도 60%RH의 환경하에서, 다이 코터를 이용하여 상기 하드코팅층(H) 형성재료를 도공하고, 80℃의 건조로 안에서 5분간 건조시켜 피막을 수득했다. 또한, 이 피막에 자외선을 조사(적산 조사량 3OOmJ/cm²)하여 두께6㎛의 하드코팅층(H)을 형성했다. 하드코팅층(H)의 굴절률은 1.62이며, 하드코팅층(H) 측의 연필경도가 4H를 초과하는 것이었다.

다음으로, 상기 하드코팅층(H) 부착 보호필름(A1)의 하드코팅층(H) 측에, 온도 25℃, 습도 60%RH의 환경하에서 와이어 바 코터를 이용하여 상기 저굴절률층(L) 형성용 재료를 도공하고, 1시간 방치하여 건조시켜, 수득된 피막을 120℃에서 10분간, 산소분위기 하에서 열처리하고, 이어서 출력 160W/cm, 조사거리 60mm의 조건으로 자외선을 조사하여 두께 10Onm의 저굴절률(반사 방지)층(L)(굴절률 1.37)을 형성했다.

(관찰자측 편광판의 제작)

상기 편광자(P)의 양면에 폴리바이닐알코올계 접착제를 도포하고, 편광자(P)의 한쪽 면에, 상기 광학 보상필름(B8)을, 광학 보상필름(B8)을 구성하는 광학 보상필름 C1의 지상축와 편광자 흡수축의 교차각이 15°가 되고, 또한 광학 보상필름의(B8)의 C1측과 편광자 P가 접하도록 접합했다. 그리고, 이 편광자(P)의 다른쪽 면에, 상기 반사 방지층(L)이 적층된 보호필름(A1)의 반사 방지층(L)이 형성되어 있지 않은 면을 향하게 포개어, 롤투롤법에 의해 접합하여 관찰자측 편광판 FP3-1을 수득했다.

(백라이트측 편광판의 제작)

다른 편광자(P)의 양면에 폴리바이닐알코올계 접착제를 도포하고, 이 편광자(P)의 일면에 상기 광학 보상필름(B8)을, 광학 보상필름(B8)을 구성하는 광학 보상필름 C1의 지상축와 편광자(P)의 흡수축의 교차각이 15°가 되고, 또한 광학 보상필름의(B8)의 C1측과 편광자 P가 접하도록 접합했다. 그리고, 이 편광자(P)의 또한쪽 면에, 상기 보호필름(A1)의 일면을 향하게 포개어, 롤투롤법에 의해 접합하여 백라이트측 편광판을 수득했다.

(액정 표시장치 3-1의 제작)

TN 모드의 반투과형 액정셀로서, 기판 양계면의 프리틸트각이 2도, 트위스트각이 왼쪽으로 70도, Δnd가 반사 표시부에서 230nm, 투과 표시부에서 대략 262nm인 것을 이용했다. 액정막 두께는 반사전극 영역(반사 표시부)에서 3.5㎛, 투명전극 영역(투과 표시부)에서 4.0㎛으로 했다. 관찰자측 편광판 FP3-1, 상기 액정셀, 및 백라이트측 편광판 BP3-1을, 이 순서로 관찰자측 편광판 FP3-1, 및 백라이트측 편광판 BP3-1의 광학 보상필름이 적층된 면이 각각 액정셀에 향하여 맞도록 적층하고, 다음으로 백라이트측 편광판 BP3-1의 보호필름(A1)에 접하도록 확산 시트, 도광판, 백라이트를 이 순서로 짜넣어, 액정 표시장치 3-1를 제작했다.

(실시예 3-2)

광학 보상필름(B8)에 대신하여 광학 보상필름(B9)를 사용한 것 이외에는, 상기 실시예 3-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP3-2 및 백라이트측 편광판 BP3-2를 각각 수득했다. 그리고, 실시예 3-1의 액정 표시장치 3-1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP3-1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP3-2를 이용하고, 백라이트측 편광판 BP3-1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP3-2를 이용하여, 액정 표시장치 3-2를 수득했다.

(실시예 3-3)

광학 보상필름(B8)에 대신하여 Re(450)/Re(550)이 0.86인 폴리카보네이트 필름(테이진사 제품 상품명 pure ace WR-W: 표 중 PC라고 표기)을 광학 보상필름(B10)으로 이용하고, 편광자의 흡수축과 폴리카보네이트 필름의 지상축의 교차각이 45°가 되도록 포갠 것을 제외하고는, 상기 실시예 3-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP3-3을 수득했다. 또한, 편광자(P)의 다른쪽 면에 반사 방지층 부착 보호필름(A1)의 반사 방지층이 형성되어 있지 않은 면을 향하게 포개어, 롤투롤법에 의해 접합하여 관찰자측 편광판 FP3-3을 수득했다. 또, 광학 보상필름(B8)에 대신하여 광학 보상필름(B10)을 이용하고, 편광자의 흡수축과 폴리카보네이트 필름의 지상축의 교차각이 45°가 되도록 포갠 것을 제외하고는, 실시예 3-1 및 관찰자측 편광판 FP3-3과 같이 하여, 백라이트측 편광판 BP3-3을 수득했다.

그리고, 실시예 3-1의 액정 표시장치 3-1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP3-1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP3-3을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP3-1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP3-3을 이용하여, 액정 표시장치 3-3을 수득했다.

(실시예 3-4)

광학 보상필름(B8)에 대신하여 광학 보상필름(B11)을 이용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP3-4 및 백라이트측 편광판 BP3-4을 각각 수득했다. 그리고, 실시예 3-1의 액정 표시장치 3-1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP3-1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP3-4을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP3-1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP3-4을 이용하여, 액정 표시장치 3-4를 수득했다.

(실시예 3-5)

보호필름(A1)에 대신하여 보호필름(A2)을 이용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP3-5 및 백라이트측 편광판 BP3-5를 각각 수득했다. 그리고, 실시예 3-1의 액정 표시장치 3-1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP3-1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP3-5을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP3-1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP3-5을 이용하여, 액정 표시장치 3-5를 수득했다.

(실시예 3-6)

보호필름(A1)에 대신하여 보호필름(A3)을 이용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 3-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP3-6 및 백라이트측 편광판 BP3-6을 각각 수득했다. 그리고, 실시예 3-1의 액정 표시장치 3-1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP3-1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP3-6을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP3-1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP3-6을 이용하여, 액정 표시장치 3-6을 수득했다.

(비교예 3-1)

폴리카보네이트 수지(PC) 10㎛인 층과, 폴리메틸메타크릴레이트 수지(PMMA) 60㎛인 층이 적층된 2층 구조의 보호필름(A7)을 수득했다. 보호필름(A7)의 투습도는, 40g·m²·day^-1였다. 보호필름(A1)에 대신하여 보호필름(A7)을 이용함과 동시에, 광학 보상필름으로서 광학 보상필름(B12)을 이용하여, 실시예 3-1과 같이 하여 반사 방지층 부착 보호필름을 수득했다. 이때, 폴리메틸메타크릴레이트 수지가 편광자측이 되도록 했다. 이 반사 방지층 부착 보호필름을 이용하여 실시예 3-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP3-7 및 백라이트측 편광판 BP3-7을 수득했다. 그리고, 관찰자측 편광판 FP3-1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP3-7을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP3-1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP3-7을 이용하여, 액정 표시장치 3-7을 수득했다.

(비교예 3-2: 단층(PMMA))

보호필름(A1)에 대신하여, 폴리메틸메타크릴레이트 수지로 이루어지는 두께 80㎛의 단층 압출 성형필름을 보호필름(A4)으로 이용한 것을 제외하고는, 실시예 3-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP3-8 및 백라이트측 편광판 BP3-8을 각각 수득했다. 그리고, 실시예 3-1의 액정 표시장치 3-1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP3-1에 대신하여 관찰자측 편광판 BP3-8을 이용하고, 백라이트측 편광판 BP3-1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP3-8을 이용하여, 액정 표시장치 3-8을 수득했다. 한편,상기 보호필름(A4)의 투습도는 41g/24h·m²였다.

(비교예 3-3: 단층(TAC))

보호필름(A1)에 대신하여, 트라이아세틸셀룰로오스(TAC)로 이루어지는 두께 80㎛의 단층 캐스팅 성형필름을 보호필름(A5)으로 이용하고, 하드코팅층의 두께를 15㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 3-1과 같이 하여 관찰자측 편광판 FP3-9 및 백라이트측 편광판 BP3-9를 각각 수득했다. 그리고, 실시예 3-1의 액정 표시장치 3-1에 있어서, 관찰자측 편광판 FP3-1에 대신하여 관찰자측 편광판 FP3-9를 이용하고, 백라이트측 편광판 BP3-1에 대신하여 백라이트측 편광판 BP3-9를 이용하여, 액정 표시장치 3-9를수득했다.

이상 설명한 실시예 3-1 내지 3-6 및 비교예 3-1 내지 3-3의 구성을 하기 표13 내지 14에 나타내었다.

(평가)

상기 각 실시예 3-1 내지 3-6, 및 비교예 3-1 내지 3-3에서 수득한 편광판에 대하여, 이하의 성능평가를 했다. 또한, 그에 앞서, 각 적층의 인장탄성(GPa), 막 두께(㎛), 보호필름의 막 두께를 측정했다. 이들의 측정값, 및 하기 성능평가의 결과는 표 15 내지 18에 나타내었다.

(수지층의 인장탄성율)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(각 수지층의 막 두께)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(열가소성 수지층의 굴절률)

실시예 2-2 내지 2-6 및 비교예 2-1 내지 2-3과 같이 실시했다.

(하드코팅층의 막 두께와 굴절률)

실시예 2-2 내지 2-6 및 비교예 2-1 내지 2-3과 같이 실시했다.

(저굴절률층의 막 두께와 굴절률)

실시예 2-2 내지 2-6 및 비교예 2-1 내지 2-3과 같이 실시했다.

(기재필름 표면의 요철)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(보호필름의 투습도)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(광학 보상필름에 있어서의 Re(450)/Re(550))

광학 보상필름에 있어서, 파장 550nm 및 파장 450nm에서의 정면 방향의 면내 리타데이션 Re를 각각 구함으로써, Re(450)/Re(550)를 구했다. 정면 방향의 면내 리타데이션 Re는, 자동 복굴절계(왕자계측기사 제품, KOBRA-21)을 이용하여 측정했다.

(편광판의 편광도 변화)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(편광판의 연필경도)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(컬성)

실시예 2-2 내지 2-6 및 비교예 2-1 내지 2-3과 같이 실시했다.

(다이커팅성)

실시예 2-2 내지 2-6 및 비교예 2-1 내지 2-3과 같이 실시했다.

(내광성)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(편광판의 간섭줄무늬)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(편광판의 가요성)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(액정 표시장치의 색얼룩)

실시예 2-2 내지 2-6 및 비교예 2-1 내지 2-3과 같이 실시했다.

(프레임 고장)

실시예 1-1 내지 1-7 및 비교예 1-1 내지 1-3과 같이 실시했다.

(액정 표시장치의 콘트라스트)

실시예 2-2 내지 2-6 및 비교예 2-1 내지 2-3과 같이 실시했다.

표 15 내지 18에 나타낸 바와 같이, 실시예 3-1 내지 3-6의 편광판에서는, 편광도 변화가 거의 없고, 간섭줄무늬가 없고, 편광도 변화, 광 누출도(프레임 고장), 표면경도(연필경도), 컬성, 다이커팅성, 및 가요성에 있어서 우수한 특성을 갖는다는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 3-1 내지 3-6의 액정 표시장치는, 콘트라스트 및 색얼룩이 없고, 시인성이 우수하다는 것을 알 수 있다. 따라서, 높은 광학성능을 갖고, 강도가 우수하다는 것을 알 수 있다.

이에 비하여, 비교예 3-1의 편광판은, 연필경도가 저하된다는 점에서 뒤떨어져 있다. 비교예 3-2의 편광판은, 다이커팅성 및 가요성이 불충분하다는 점에서 뒤떨어져 있다. 비교예 3-3의 편광판은, 간섭줄무늬가 발생한다는 점, 광 누출도(프레임 고장), 컬성, 다이커팅성 및 가요성이 불충분하다는 점에서 뒤떨어져 있다. 또한, 비교예 3-3의 편광판을 이용한 액정 표시장치는, 콘트라스트가 불충분하고, 색얼룩이 생긴다는 점에서도 불충분했다.

(실시예 3-7)

(터치 패널의 제작)

본 발명의 터치 패널의 실시예를 도 2를 참조하여 설명한다.

실시예 3-1에서 수득된 관찰자측 편광판 FP3-1(보호필름(3), 편광자(2) 및 광학 보상필름(4)을 구비함)의 광학 보상필름(B8)을 갖는 면에, 두께 3㎛의 하드코팅층(21)을 형성하고, 이어서, DC 마그네트론스퍼터법으로 두께 25nm의 ITO막으로 이루어지는 투명 도전막(22)을 성막하여, 터치 패널의 상부전극(23)을 수득했다. 투명 도전막(22) 측의 표면 저항율을, 4단자법으로 25℃, 20%RH의 환경에서 측정한 결과, 300Ω/□였다.

다음으로, 유리판(24)의 한 면에 DC 마그네트론스퍼터법으로 표면 저항율이 400Ω/□인 투명 도전막(ITO)(25)을 성막하여, 터치 패널의 하부전극(26)을 수득했다. 유리판(24)의 투명 도전막(25)을 갖는 면에 1mm 피치의 도트 스페이서(27)를 형성하여, 상부전극(23)과 하부전극(26)의 투명 도전막(22, 25)끼리가 대향하도록 접착하여 터치 패널(28)을 제작했다.

그리고, 실시예 3-1에서 수득된 액정 표시장치 3-1의 관찰자측에, 상기 터치 패널(28)을 유리판(24)을 가진 하부전극(26)을 액정셀에 향하게 배치하여, 터치 패널부 액정 표시장치를 제작했다.

제작한 표시장치에, 백 표시 1.5V, 흑 표시 4.5V로 하여 정면에서 육안으로 표시 특성을 평가한바, 백 표시에 있어서도 흑 표시에 있어서도, 색이 없고, 문자의 선명도도 양호했다.

(비교예 3-4)

관찰자측 편광판 FP3-1에 대신하여 비교예 3-2에서 수득된 관찰자측 편광판 FP3-8을 이용하고, 광학 보상필름(B8)을 갖는 면에 투명 도전막을 성막한 것을 제외하고는 실시예 3-7와 같이 하여, 터치패널의 상부전극을 수득했다. 이 상부전극을 실시예 3-7의 상부전극(23)에 대신하여 이용한 것을 제외하고는 실시예 3-7과 같이 하여 터치 패널부 액정 표시장치를 제작했다.

제작한 표시장치의 표시 특성을 평가한바, 전체적으로 색 변화가 보이고, 문자 얼룩이 보였다.

이상 설명한 것처럼, 본 발명의 편광판은 기계적 강도가 높고, 고온·고습하의 사용에 있어서도, 이제까지의 편광판에 비하여, 간섭줄무늬의 발생이 없고, 광 누출이 적고, 적층필름에 박리가 생기는 일이 없고, 컬성, 다이커팅성, 가요성에 있어서 양호한 특성을 가지며, 또한 양호한 광학보상 기능을 가진다. 이와 같이 고온·고습하에서의 내구성이 우수한 편광판은, 터치 패널, 액정 표시장치 등의 플랫 패널 디스플레이, 특히 40인치 이상의 대화면을 갖는 표시장치에 적합하게 이용할 수 있다.

Claims (21)

1. 편광자와, 상기 편광자를 사이에 두고 배치되는 두 개의 보호필름을 포함하는 편광판에 있어서,

   상기 두 개의 보호필름 중 제 1 보호필름은 열가소성 수지를 포함하는 복수층을 포함하고,

   상기 복수층 중 상기 편광자로부터 가장 떨어진 위치의 층을 구성하는 열가소성 수지는 아크릴 수지이며,

   상기 두 개의 보호필름 중 제 2 보호필름의 광탄성계수가 -20×10^-13 내지 20×10^-13cm²/dyn인 것을 특징으로 하는 편광판.
2. 편광자와, 상기 편광자를 사이에 두고 배치되는 두 개의 보호필름을 포함하는 편광판에 있어서,

   상기 두 개의 보호필름 중 제 1 보호필름은 열가소성 수지를 포함하는 복수층을 포함하고,

   상기 복수층 중 상기 편광자로부터 가장 떨어진 위치의 층을 구성하는 열가소성 수지는 아크릴 수지이며,

   상기 두 개의 보호필름 중 제 2 보호필름이 2축성을 갖는 광학 보상필름인 것을 특징으로 하는 편광판.
3. 편광자와, 상기 편광자를 사이에 두고 배치되는 두 개의 보호필름을 포함하는 편광판에 있어서,

   상기 두 개의 보호필름 중 제 1 보호필름은 열가소성 수지를 포함하는 복수층을 포함하고,

   상기 복수층 중 상기 편광자로부터 가장 떨어진 위치의 층을 구성하는 열가소성 수지는 아크릴 수지이며,

   상기 두 개의 보호필름 중 제 2 보호필름이, 파장 550nm에서 측정한 리타데이션값 Re(550)과 파장 450nm에서 측정한 리타데이션값 Re(450)의 비 Re(450)/Re(550)이 1.007 이하인 광학 보상필름인 것을 특징으로 하는 편광판.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 보호필름은, 중간층과, 이 중간층의 양측에 각각 설치되는 표면층을 구비하고,

   상기 중간층 및 상기 표면층 중 적어도 상기 중간층은 자외선 흡수제를 함유하며,

   중간층의 자외선 흡수제 농도가 다른 층보다 높은 것을 특징으로 하는 편광판.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 자외선 흡수제가 상기 중간층에만 포함되는 것을 특징으로 하는 편광판.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 두 개의 보호필름 중 적어도 한쪽의 보호필름의 투습도가 10g/24h·m² 이상 200g/day·m² 미만인 것을 특징으로 하는 편광판.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 두 개의 보호필름 중 적어도 한쪽의 보호필름이 압출 성형법에 의해 수득된 것임을 특징으로 하는 편광판.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 두 개의 보호필름 중 적어도 한쪽의 보호필름의 막 두께가 200㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 편광판.
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 1 보호필름 또는 상기 제 2 보호필름의 상기 편광자와는 반대측 표면은, 선상 오목부 또는 선상 볼록부가 실질적으로 형성되어 있지 않은 평탄한 면인 것을 특징으로 하는 편광판.
10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 1 보호필름의 상기 편광자와는 반대측 표면에 설치된 광학 기능층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 편광판.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 광학 기능층은 반사 방지층인 것을 특징으로 하는 편광판.
12. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 제 2 보호필름은 복굴절성을 갖는 필름인 것을 특징으로 하는 편광판.
13. 제 1 항에 있어서,

    상기 제 2 보호필름은, 그 면내 방향의 리타데이션(Re)의 절대값 및 두께 방향의 리타데이션(Rth)의 절대값이 모두 3(nm) 이하의 필름인 것을 특징으로 하는 편광판.
14. 광원과, 입사측 편광판과, 액정셀과, 출사측 편광판을 이 순서로 구비하는 액정 표시장치에 있어서,

    상기 입사측 편광판 및 상기 출사측 편광판 중 적어도 어느 하나의 편광판은, 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 편광판이고, 또한, 그 제 2 보호필름이 상기 액정셀에 면하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치.
15. 제 3 항에 있어서,

    상기 광학 보상필름이 1/4 파장판인, 원편광판으로서 기능하는 편광판.
16. 반사판과, 액정셀과, 출사측 편광판을 이 순서로 구비하는 반사형 액정 표시장치로서,

    상기 출사측 편광판이 제 15 항에 기재된 편광판이고, 이 편광판의 1/4 파장판이 이 편광판의 편광자보다도 상기 액정셀 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치.
17. 입사측 편광판과, 반투과형 액정셀과, 출사측 편광판을 이 순서로 구비하는 반투과형 액정 표시장치로서,

    상기 입사측 편광판 및 출사측 편광판 중 적어도 어느 하나의 편광판이 제 15 항에 기재된 편광판이고, 이 편광판의 1/4 파장판이 이 편광판의 편광자보다도 상기 액정셀 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 반투과형 액정 표시장치.
18. 표시장치의 표면에 설치되는 터치 패널로서,

    상기 표면 측에 설치되는 제 1 투명기판과, 이 제 1 투명기판에 간격을 두고 대향 배치되는 제 2 투명기판을 구비하고,

    상기 제 1 투명기판이 그의 상기 표면 측에 제 15 항에 기재된 편광판을 구비하고, 이 편광판의 1/4 파장판이 이 편광판의 편광자보다도 상기 제 2 기판 측에 위치하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
19. 열가소성 수지 1을 포함하는 중간층과, 상기 중간층의 한쪽 면에 적층되는 열가소성 수지 2를 포함하는 표면층 2와, 상기 중간층의 다른쪽 면에 적층되는 열가소성 수지 3을 포함하는 표면층 3을 갖고,

    상기 표면층 2 및 상기 표면층 3 중 어느 한쪽 또는 양쪽은 유리전이온도(Tg) 100℃ 이상의 아크릴 수지에 의해 구성되고,

    상기 중간층에는 자외선 흡수제가 포함되어 있으며,

    상기 중간층, 상기 표면층 2 및 상기 표면층 3 중 어느 하나 이상의 층에는 탄성체 입자가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 보호필름.
20. 제 19 항에 있어서,

    탄성체 입자가 상기 표면층 2 및/또는 상기 표면층 3에 포함되어 있는 보호필름.
21. 제 19 항에 있어서,

    상기 표면층 2 및 3 중, 적어도 보호대상에 면하는 측과 반대 측에 위치하는 표면층이 유리전이온도(Tg) 100℃ 이상의 아크릴 수지에 의해 구성되는 보호필름.

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